福建师范大学2026年8月课程考试《通信原理》作业考核试题x

考试须知1.本试卷满分100分，考试时间为规定时长（具体以课程安排为准）。2.答题前，请务必将姓名、学号、专业等信息填写在指定位置。3.请使用黑色或蓝色水笔、钢笔作答，字迹工整，卷面整洁。4.答案请写在答题纸的指定区域内，超出区域的答案无效。5.考试过程中严禁作弊，一经发现，按学校相关规定处理。试题部分一、选择题（每题3分，共15分）1.在通信系统模型中，以下哪个模块的主要功能是将信源产生的消息转换为电信号？A.发送设备B.接收设备C.信源编码D.信源2.下列关于模拟信号和数字信号的说法，正确的是：A.模拟信号在时间和幅度上都是连续的，数字信号则是离散的B.数字信号抗干扰能力通常弱于模拟信号C.模拟通信系统中不存在噪声积累问题D.数字信号只能表示二进制信息3.香农公式C=Blog₂(1+S/N)表明了信道容量C与哪些因素有关？A.仅与信号功率S有关B.仅与噪声功率N有关C.与信道带宽B、信号功率S和噪声功率N均有关D.与信号的调制方式有关4.以下哪种调制方式不属于线性调制？A.振幅调制（AM）B.双边带调制（DSB）C.频率调制（FM）D.单边带调制（SSB）5.在数字基带传输中，采用部分响应系统的主要目的是：A.提高信息传输速率B.降低码间串扰C.提高频谱利用率D.简化接收设备复杂度二、填空题（每空2分，共20分）1.通信系统按信号特征可分为_________通信系统和_________通信系统。2.衡量数字通信系统性能的两个主要指标是_________和_________。3.为了无失真地恢复原始模拟信号，采样频率必须至少是信号最高频率的_________倍，这一准则称为_________。4.2ASK信号的解调方法主要有_________解调和_________解调两种。5.在数字通信中，常用的差错控制编码可分为_________编码和_________编码两大类。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述数字基带传输中，为什么需要进行线路编码？常用的线路编码有哪些，各有何主要特点？2.什么是码间串扰？产生码间串扰的主要原因是什么？在数字基带传输中，如何减小或消除码间串扰？3.简述什么是调制？调制在通信系统中的主要作用是什么？列举两种你熟悉的数字调制方式，并说明其基本原理。四、分析与计算题（共35分）1.（15分）已知某模拟信号的频率范围为300Hz~3400Hz，幅度范围为-5V~+5V。若对该信号进行PCM编码，采用均匀量化，量化间隔为0.02V。（1）试求该信号的最低采样频率；（2）试求所需的量化级数和编码位数；（3）试求PCM信号的比特率。2.（10分）某二进制数字通信系统，采用2PSK调制方式，已知码元传输速率为1000Baud，信道加性高斯白噪声的单边功率谱密度n₀=10⁻⁹W/Hz，接收端输入信号的峰值振幅A=1mV。假设接收端采用相干解调，试求该系统的误码率。（已知erfc(1)≈0.1573，erfc(2)≈0.____，erfc(3)≈1.26×10⁻⁵）3.（10分）某通信信道的带宽为4kHz，信噪比为30dB。（1）试利用香农公式计算该信道的最大信息传输速率（信道容量）；（2）若要在该信道上传输速率为20kbps的数字信号，理论上是否可行？若可行，此时所需的最小信噪比为多少dB？---参考答案及评分标准（此部分仅为出题者参考，实际考试时不提供）一、选择题1.D2.A3.C4.C5.C二、填空题1.模拟，数字2.有效性，可靠性(或传输速率，差错率)3.2，奈奎斯特采样定理(或采样定理)4.相干，非相干(或包络检波)5.检错，纠错三、简答题（要点）1.答：线路编码的目的：使数字基带信号适合在基带信道中传输，如无直流分量、含有同步信息、具有检错能力等。（3分）常用线路编码：*AMI码：无直流，检错能力，三电平。（2分）*HDB3码：无直流，检错能力强，克服长0串，三电平。（2分）*曼彻斯特编码：无直流，自同步能力强，带宽加倍，二电平。（2分）*差分曼彻斯特编码：无直流，自同步，抗干扰能力强于曼彻斯特，二电平。（1分）（其他合理答案酌情给分）2.答：码间串扰：接收端收到的某一码元的抽样值中，混有其他码元的干扰。（2分）主要原因：传输信道的不理想（幅频特性非理想、相频特性非线性），导致脉冲信号在传输过程中发生展宽，延伸到邻近码元的抽样时刻。（3分）减小或消除码间串扰的方法：*采用理想低通滤波器，但物理不可实现。（2分）*采用具有升余弦滚降特性的滤波器，这是实际中常用的方法，可实现无码间串扰传输。（2分）*接收端采用均衡技术，补偿信道特性的不理想。（1分）3.答：调制：把基带信号（调制信号）加载到载波信号上，使载波的某个（或某些）参数随基带信号的变化而变化的过程。（2分）调制的主要作用：*将基带信号频谱搬移到适合信道传输的高频段；（2分）*实现信道复用；（2分）*改善系统抗噪声性能；（1分）*减小天线尺寸。（1分）数字调制方式举例（任选两种，每种3分，原理描述清晰即可）：*2ASK（二进制振幅键控）：载波的幅度随二进制基带信号变化，1码时发送载波，0码时不发送载波（或发送幅度为0的信号）。*2FSK（二进制频率键控）：载波的频率随二进制基带信号变化，1码对应一个频率f1，0码对应另一个频率f2。*2PSK（二进制相移键控）：载波的相位随二进制基带信号变化，1码和0码分别对应载波的两个不同相位（通常相差180度）。四、分析与计算题1.解：（1）信号最高频率f_H=3400Hz，根据采样定理，最低采样频率f_s=2f_H=2×3400=6800Hz。（5分）（2）信号幅度范围为-5V~+5V，总幅度为10V。量化间隔Δ=0.02V，量化级数L=总幅度/Δ=10V/0.02V=500。编码位数n=⌈log₂L⌉=⌈log₂500⌉。因为2⁸=256<500<512=2⁹，所以n=9位。（6分，其中L=500得3分，n=9得3分）（3）比特率R_b=f_s×n=6800×9=____bps=61.2kbps。（4分）2.解：码元传输速率R_B=1000Baud，对于2PSK，信息速率R_b=R_B=1000bps。信道带宽B可近似认为是码元速率的1倍（对于基带传输或2PSK信号的主瓣带宽），即B≈R_B=1000Hz。接收端输入信号的峰值振幅A=1mV=10⁻³V，则信号平均功率S=(A/√2)²=(10⁻³/√2)²=5×10⁻⁷W。噪声功率N=n₀×B=10⁻⁹W/Hz×1000Hz=10⁻⁶W。信噪比S/N=(5×10⁻⁷)/(10⁻⁶)=0.5。2PSK相干解调的误码率公式为：P_e=(1/2)erfc(√(S/N))=(1/2)erfc(√0.5)≈(1/2)erfc(0.707)。已知erfc(1)≈0.1573，erfc(0.707)的值可通过近似或查表得到，约为0.5205（若考生记得erfc(√0.5)≈0.5205）。因此，P_e≈(1/2)×0.5205≈0.260。（评分标准：公式正确5分，参数计算正确3分，结果正确2分。若学生采用不同的带宽近似或计算方法，只要合理，酌情给分。）3.解：（1）已知带宽B=4kHz=4000Hz，信噪比S/N=30dB。首先将信噪比dB值转换为线性值：30dB=10log₁₀(S/N)→S/N=10^(30/10)=1000。根据香农公式，信道容量C=Blog₂(1+S/N)=4000×log₂(1+1000)≈4000×log₂(1001)≈4000×10=____bps=40kbps。（5分，公式正确2分，S/N转换正确1分，计算正确2分）（2）要传输速率R_b=20kbps，由于20kbps<40kbps（信道容量C），因此理论上可