南京理工大学紫金学院通原试卷.doc

一， 填空题（每空1分，共25分）1， 衡量通信系统的质量指标主要是_可靠性_和_有效性_。模拟衡量通信系统的指标具体是_带宽_和_信噪比_；衡量数字通信系统的指标具体是_码速率_和_误码率_。2， 存在门限效应的情况包括_A的非干检测_和_FM解调_。3， 为解决2PSK相位模糊的问题，采用_差分编码_方法。4， 在AM、DSB、SSB、FM调制方式中，按可靠性优劣次序是_FM、SB(SSB) 、AM_；按有效性的优劣次序是_SSBDSB(AM)FM_。5， 系统要传输的信号的频率为04KHz，系统的抽样频率为_8kHz_；如果采用PCM A律编码，其码速率为_64kBd_；系统带宽的要求是_128kHz_6， 随参系统对所传输的信号的最大影响是_衰落_，这种系统存在_多径_效应。7， 简单增量调制系统中，存在两种量化噪声，他们是_一般量化噪声_和_过载量化噪声_。8， 码间串扰通过_时域均衡_可以减少，但不能彻底消除。9， 2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK四种调制方式中，可靠性最好的是_2PSK_；可靠性最差的是_2ASK_；有效性最差的是_2FSK_；对信道传输特性敏感的是_2ASK_。10， 数字基带系统的频谱特性是，频谱中包含连续谱和离散谱，其中_连续谱_是永远存在的，_离散谱_是有条件存在的。二， 简答题（每题5分，共25分）1， 眼图有什么作用？可以观察那些信号传输的特性？眼图是工程上观察通信系统性能的简单方法，用示波器即可进行可观察：噪声容限，噪声大小、最佳抽样时刻、判决门限、等2， 非均匀量化比较均匀量化有什么优势？非均匀量化可以提高小信号时量化信噪比，减小量化噪声。3， 通信系统中，调制的作用是什么？使信号更便于在信道中传输。4,香农公式的物理意义是什么？香农公式为C=Blog2(1+ S/N)信道容量虽信噪比的增加而增大，随着待带宽趋于无穷大而趋近于一个常数。5,无码间串扰的系统的条件是什么？有那些无码间串扰的系统，各有什么特点？无码间串扰的传输条件是系统函数必须满足等效理想低通系统。理想低通系统：不可实现，带宽利用率为2升余弦系统：可实现，带宽利用率为1部分响应系统：可实现，带宽利用率为2三， 画图题（每题10分，共20分）1， 已知信息代码为1011000000000101，试确定相应的AMI码和HDB3码，并分别画出他们的波形。原始码1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1AMI +1 0 -1 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 +1HDB3 +1 0 -1 +1 0 0 0 +V -B 0 0 -V 0 +1 0 -12， 设某二进制信息码元速率为1200B，载波频率为2400Hz，发送的数字信息为0100110，（1） 画出2DPSK调制器的框图，并画出信号的时域波形；（2） 若采用差分相干解调，画出解调器的框图和各点的波形。产生2DPSK的框图如图相对码为（0）011101四， 计算题（每题10分，共 30分）1， 设电话信号动态范围在的5.120V到5.120V，现抽样值在为1.270V，求A律PCM编码的编码是多少？量化误差是多少？均匀量化时11位编码是多少？（要有过程）解：1.27对应的量化单位为1.275.12*2048508量化编码为11011111量化误差为1.2705.1202048*504=1.27-1.26=0.01V另一个答案0.03V 也可以11位编码：001111100002， 设一副黑白相片有400万像素，每个像素有32个亮度等级，若用3KHz的带宽的信道传送它，且信噪比等于30dB，试问需要多少时间？4000000*5*t=3000log2(1+1000)t=669s3， 已知用一个周期的正弦波表示传输的码元1，用一个周期的余弦波表示传输的码元0，是利用匹配滤波器构造最佳接收机，画出框图，和匹配滤波器的单位冲击响应波形。 h(t)=s(Ts-t)通信原理期末考试试题及答案一、填空题（总分24，共12小题，每空1分）1、数字通信系统的有效性用 传输频带利用率 衡量，可靠性用 差错率 衡量。2、模拟信号是指信号的参量可 连续 取值的信号，数字信号是指信号的参量可 离散 取值的信号。3、广义平均随机过程的数学期望、方差与 时间 无关，自相关函数只与时间间隔有关。4、一个均值为零方差为的窄带平稳高斯过程，其包络的一维分布服从瑞利分布，相位的一维分布服从均匀分布。5、当无信号时，加性噪声是否存在？ 是 乘性噪声是否存在？ 否 。6、信道容量是指： 信道传输信息的速率的最大值 ，香农公式可表示为：。7、设调制信号为f（t）载波为，则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为，频域表达式为。8、对最高频率为fH的调制信号m（t）分别进行AM、DSB、SSB调制，相应已调信号的带宽分别为 2fH 、 2fH 、 fH 。9、设系统带宽为W，则该系统无码间干扰时最高传码率为 2W 波特。10、PSK是用码元载波的相位来传输信息，DSP是用前后码元载波的 相位差 来传输信息，它可克服PSK的相位模糊缺点。11、在数字通信中，产生误码的因素有两个：一是由传输特性不良引起的 码间串扰，二是传输中叠加的 加性噪声 。12、非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时，A律对数压缩特性采用 13 折线近似，律对数压缩特性采用15 折线近似。二、简答题（总分18，共4小题）1、随参信道传输媒质的特点？（3分） 答：对信号的衰耗随时间变化、 传输的时延随时间变化、 多径传播2、简述脉冲编码调制的主要过程。(6分) 抽样是把时间连续、幅值连续的信号变换为时间离散，幅值连续的脉冲信号；量化是把时间离散、幅值连续的脉冲信号变换为幅值离散、时间离散的多电平脉冲信号；编码是把幅值、时间均离散的多电平脉冲信号用一组数字序列表示。3、简单叙述眼图和系统性能之间的关系？（6分） 最佳抽样时刻对应眼睛张开最大时刻；对定时误差的灵敏度有眼图斜边的斜率决定；图的阴影区的垂直高度，表示信号幅度畸变范围；图中央横轴位置对应判决门限电平；抽样时刻上，上下阴影区的间隔距离之半为噪声容限。4、简述低通抽样定理。（3分）一个频带限制在（0，fH）内的时间连续信号m(t)，如果以的时间间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定三、画图题（总分20分，共3小题）1、已知调制信号载波为，分别画出AM、DSB、SSB（下边带）信号的频谱。（6分）2、设信息序列为100000000001100001，试编为AMI 码和HDB3码（第一个非零码编为+1），并画出相应波形。（6分）3、设发送数字信息为110010101100，试分别画出OOK、2FSK、2PSK及2DPSK信号的波形示意图。(对2FSK信号,“0”对应Ts=2Tc，“1”对应Ts=Tc；其余信号Ts=Tc，其中Ts为码元周期，Tc为载波周期；对2DPSK信号，代表“0”、代表“1”，参考相位为0；对2PsK信号，代表“0”、代表“1”。)（8分）四、（总分12分）现有一个由8个等概符号组成的信源消息符号集，各符号间相互独立，每个符号的宽度为0.1ms。计算：（1）平均信息量；（2）码元速率和平均信息速率；（3）该信源工作2小时后所获得的信息量；（4）若把各符号编成二进制比特后再进行传输，在工作2小时后发现了27个差错比特（若每符号至多出错1位），求传输的误比特率和误符号率。解：解：（1） （分）（2）Ts=0.1ms ，所以（分）（3）（分）（4）误比特率 （分） 2小时传送的码元数为误码率为：（分）五、（总分12分）设某信道具有均匀的的双边噪声功率谱密度在该信道中传输抑制载波的单边带（上边带）信号，并设调制信号m（t）的频带限制在5K HZ，而载波为100 K HZ，已调信号的功率为10KW。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问：（1）该理想带通滤波器中心频率多大？（2）解调器输入端的信噪功率比为多少？（3）解调器输出端的信噪功率比为多少？解：（1）单边带信号的载频为100kHz，带宽B5kHz，为使信号顺利通过，理想带通滤波器的中心频率为（分） (2)解调器输入端的噪声与已调信号信号的带宽相同， （分） 已知Si=10kW，所以 （分）（3）由于单边带调制系统的制度增益为G1，因此解调器输出端的信噪比（分）六、（总分14分）采用13折线A律编码，最小量化间隔为1个量化单位，已知抽样脉冲值为-95量化单位：（1）试求此时编码器输出码组，并计算量化误差；（2）写出对应于该7位码的均匀量化11位码。解：（1）已知抽样脉冲值I0-95，设码组的8位码分别为C1C2C3C4C5C6C7C8。因为I064，且I0128，故位于第4段，段落码C2C3C4011（分） 第4段内的量化间隔为4，由I064743知，I0位于第4段第7量化级，C5C6C7C80111（分） 因此，输出码组为C1C2C3C4C5C6C7C800110111（分） 译码输出 -(64+7422)-94， 量化误差为：-95(-94)-1（单位）（分）（2）对应于该7位码的均匀量化11位码为：C1C2C3C4C5C6C7C8 C9C10C1100001011110（分）2009 / 2010 学年第 一 学期答案A一、 单项选择题（每小题3分，共21分） D A B C D B C1. 以下方法中，（ D ）不能作为增大视距传播的距离的方法。A. 中继通信 B. 卫星通信C.平流层通信D.地波通信2. 在光纤中，（ A ）。A. 纤芯的折射率大于包层的折射率B. 纤芯的折射率小于包层的折射率C纤芯的折射率等于包层的折射率D. 不能确定纤芯和包层的折射率哪个大3. 提出部分响应系统的目的是为了提高频带利用率，并（ B ）。A. 消除码间干扰B. 加速传输波形的尾巴衰减C降低噪声的影响D. 使得传输波形的频谱变成理想低通特性4. 高斯白噪声通过窄带理想带通滤波器后为窄带高斯噪声，后者包络的一维分布为（C ）。A. 高斯分布B. 莱斯分布C. 瑞利分布D. 均匀分布。5. 在AM、DSB、SSB、VSB等4个通信系统中，有效性最好的通信系统是（ D ）。A. AM B. VSBC. DSBD. SSB6. 设基带信号为，载波角频率为，为的希尔伯特变换，则DSB信号的一般表示式为（ B ）。A. B. C. D.。 7.2DPSK中，若采用差分编码加2PSK绝对相移键控的方法进行调制，an为绝对码，bn为相对码，则解调端码型反变换应该是（ C ）：A. B.C.D. 二、填空题（每小题2分，共20分）1对于AM系统，无门限效应的解调方法是_相干解调_。2.已知FM波的表达式(V)，可求出载波频率为_106Hz_ ，已调波的卡森带宽为_11_kHz ，单位电阻上已调波的功率为_50_W 。3. 在传输数字信号时，如果时域上波形畸变可引起相邻码元波形之间发生部分重叠，造成 码间干扰 。4. 多径传播会引起 频率选择性 衰落5. 带宽为6.5MHz的某高斯信道，若信道中的信号功率与噪声功率谱密度之比为45.5MHz，则其信道容量为。6. 双极性基带信号，当满足 等概 条件时，其功率谱无离散谱分量。7. 2DPSK,2ASK,2PSK,和2FSK,采用相干解调时，抗信道加性高斯白噪声性能从好到坏排列顺序为 2PSK, 2DPSK, 2FSK，2ASK 。8. 2DPSK调制解调系统是为了解决2PSK系统中的 倒 现象而提出来 的。 二、 综合题（包括计算题、问答题和画图题，共59分）1. 已知信息代码为 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1，求相应的AMI码、HDB3码。并分别画出它们的波形图。(8分)答：1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1AMI码： +1 -1 +1 0 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 -1 +1 (2分)HDB3码：+1 -1 +1 0 0 0 +V 0 -1 +1 B 0 0 -V +1 -1 （2分）波形图如下：（各2分）信息码：AMI码：HDB3码：(0码参考)2. 若某2FSK系统的码元传输速率为2106B，数字信息为“1”时的频率f1为10MHz,数字信息为“0”时的频率为10.4MHz。输入接收端解调器的信号峰值振幅a=40V。信道加性噪声为高斯白噪声，且其单边功率谱密度为n0=610-18W/Hz。试求：（1） 画出2FSK相干解调系统的原理框图;（2） 2FSK信号的第一零点带宽；（3） 非相干接收时，系统的误码率；（4） 相干接收时，系统的误码率。（14分）答：（1）如下图所示（2分）(2) B=f2fs10.4-10+224.4MHz（4分）(3) 解调器输入端的噪声功率：Nin0B610-184.0106=2.410-11W （4分）(4) 相干接收时：（4分） 3. 设某信息源的输出由A,B,C,D,E五个符号组成，出现的概率分别为1/3, 1/4, 1/4, 1/12, 1/12。若信息源每秒发出1000个符号，求（1）该信息源符号的平均信息量。（2）该信息源的平均信息速率。（log23=1.5850）（7分）答：（1）直接代入信源熵公式： （2）平均信息速率为：4. 平稳随机过程X(t)，均值为a, 自相关函数为RX(t), 通过线性系统后的输出为Y(t)=X(t)+X(t-T)。求: (1)输出过程Y(t)的均值，(2)输出过程Y(t)的自相关函数, (3)写出输出过程Y(t)的功率谱密度。(10分)答：（1）Y(t)的均值=2a （4分）（2） （4分）（3） （傅氏变换的时延特性） (2分 )5. 某线性调制系统的输出信噪比为30dB,输出噪声功率为10-9W,由发射机输出到解调器输入端总的传输损耗为60dB，试求： (1)DSB-SC时的发射机输出功率； (2)SSB-SC时的发射机输出功率。 (10分)答：（1）已知，传输损耗 接收机的输出功率So为： 当采用DSB/SC时，接收机的输入功率为： 发射机的输出功率为： （2）当采用SSB/SC时，接收机的输入功率为：发射机的输出功率为：6. 一系统的基带传输特性如下图所示（1）最大无码间串扰传输速率RB？；（2）系统的频带利用率r？(10分)1500f(Hz)0.51H（f）1000-1000-1500答：（1）最大无码间串扰传输速率RB21250=2500 B(或称波特