武汉理工大学 通信原理期末考试.docx

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1、武汉理工大学考试试题纸（ A卷、闭卷）课程名称 通信原理A（2009.12）专业班级 题号一二三四五六七八九十总分题分 备注: 学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题) 一是非题（正确打，错误打，每题2分，共10分）1出现概率越大的消息，其所含的信息量越大。 （ ）2随机过程广义平稳则必将严格平稳。 （ ）3恒参信道的特性是可以通过线性网络来补偿的。 （ ）4由于DSB信号的调制制度增益是SSB的一倍，所以抗噪声性能比SSB好一倍。 （ ）52PSK存在反相工作现象，而2DPSK不存在，所以2DPSK抗噪声性能优于2PSK。 （ ）二填空题（每空1分，共10分）1设每秒传送N个M进制

2、码元，则码元速率为_ ，信息传输速率为 。2. 在PCM30/32路基群帧结构中，TS0用来传输_ ，TS16用来传输_ 。3设加性高斯噪声的单边功率谱密度为，输入信号持续时间0T，能量为E，则匹配滤波器在 时刻输出的最大信噪比为 。4已知信道中仅传输11000000，00111000，00000110三个码组，则其可检测 个错码，可纠正 个错码。5. 载波同步的方法一般可分为 和 。 三简答题（每小题5分，共20分）1什么是窄带高斯噪声？它在波形上有什么特点？它的包络和相位各服从什么概率分布？2每路基带信号带宽均为1MHz，对信号分别进行DSB和SSB调制，若采用FDM进行6路信号复用传输，

3、试问至少需要信道带宽是多少？3试比较均匀量化与非均匀量化的特性。4什么是最小码距的概念，其数量大小有什么实际意义和作用？四已知，且。1 画出此已调波的频谱示意图。 （3分）2 画出包络解调器的原理框图。 （3分）3 试求使此AM信号无包络失真的值。 （4分）五若消息代码序列为110000010100001，1. 画出对应的全占空双极性码波形；（2分）2. 画出对应的AMI码波形； （4分）3. 画出对应的HDB3码波形。 （4分）六图1、图2分别给出两种基带系统传输特性 图1 图2 1试分析两个基带系统无码间串扰的最高码元速率。（6分） 2设传输信息速率为3Mbps，图1和图2系统能否实现无码

4、间串扰。（4分）七设某数字调制系统的码元传输速率为1000Bd，载波频率为2000Hz。1若发送数字信息为111010，试画出2ASK信号波形和它的功率谱密度草图。（5分）2数字信息不变，试画出2DPSK信号波形和它的功率谱密度草图（设初始相位为0）。（5分）。八在脉冲编码调制（PCM）系统中，若采用13折线A律编码，设最小量化间隔为1单位，已知抽样脉冲值为-118个单位：试求：1试求此时编码器输出码组，并计算量化误差；（段内码采用自然二进制码）；（8分）2写出对应于该7位码（不包括极性码）的均匀量化11位码。（2分）九某线性分组码的生成矩阵为1. 求监督矩阵H，确定。（4分）2. 写出监督位

5、的关系式及该的所有码字。（6分）武汉理工大学教务处 试题标准答案及评分标准用纸 课程名称通信原理A （ A卷、闭卷） 一是非题（正确打，错误打，每题2分，共10分） 1. ；2；3；4；5 二填空题（每空1分，共10分） 1. N Nlog2M 2帧同步信息 信令信息3t=T 4. 3 1 5插入导频法（外同步法） 直接法（自同步法） 三简答题（每小题5分，共20分）1噪声满足窄带的条件，即其频谱被限制在“载波”或某中心频率附近一个窄的频带上，而这个中心频率又离开零频率相当远。高斯：概率密度函数服从高斯分布。波形特点：包络缓慢变化，频率近似为。包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布。 2若采用双边

6、带调制，则每路信号带宽为W212MHz，6路信号复用，至少需要带宽12MHz。若采用单边带调制，则每路信号带宽为W1MHz，至少需要带宽6MHz。3均匀量化：在量化区内，大、小信号的量化间隔相同，因而小信号时量化信噪比太小； 非均匀量化：量化级大小随信号大小而变，信号幅度小时量化级小，量化误差也小，信号幅度大时量化级大，量化误差也大，因此增大了小信号的量化信噪比。4在线性分组码中，两个码组对应位上的数字不同的位数称为码组的距离；编码中各个码组距离的最小值称为最小码距d0，在线性码中，最小码距即是码的最小重量（码组中“1” 的数目）（全0码除外）。d0的大小直接关系着编码的检错和纠错能力。| 四

7、.（共10分） 1. （3分） 2. （3分）3. 无包络失真，则 （2分） 令 所以，的极小值为 则。 （2分）五（10分）1. （2分） 或反相2. （4分） 或反相 3. （4分） 或反相 六（共10分） 1. 图1系统，奈氏带宽= 无码间串扰最高码元速率 （3分） 图2系统，奈氏带宽= 无码间串扰最高码元速率 （3分） 2. 图1系统不能实现无码间串扰传输 （2分） 图2系统能实现无码间串扰传输 （2分） 七（共10分） 1 （2分）（3分）2. （2分） 或反相 （3分）八（共10分）1. 极性码：-1180 C1=0 （2分） 段落码：64118128 抽样值位于第4段 C2C3C

8、4=011 （2分） 段内码：（118-64）/413.2 C5C6C7C8=1101 （2分） PCM码组为00111101 量化电平=-118|量化误差|抽样值-量化电平| |118-|0 （2分）2. 转为11位码为：00001110110 （2分） 九1 （2分） （2分） 2 （3分）（000000，001011，010110，011101，100101，101110，110011，111000） （3分） 武汉理工大学考试试题纸（B卷、闭卷）课程名称 通信原理A（2008.12）专业班级 题号一二三四五六七八九十总分题分 备注: 学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题一是

9、非题（正确打，错误打，每题2分，共10分）1随机过程的频谱特性能用它的傅里叶变换表达式来表示。 （ ）2采用纠错编码技术的目的是提高数字通信系统的可靠性。 （ ）3在数字通信系统中，位同步器是必不可少的单元。 （ ）4纠错编码器输出信号的信息速率等于输入信号的信息速率。 （ ）5在双边带信号中插入强载波，可用包络检波法解调出基带信号。 （ ）二填空题（每空1分，共10分）1香农公式表明通信系统的_和_ _指标是一对矛盾。2模拟调制方式分_ 和_ 两大类，其中 调制方式占用的带宽最窄，为 。3在相干解调中，要求s(t)与发送端实现载波同步，解调后的脉冲信号对准最佳取样判决位置的过程叫 ，把各组数

10、据区别开来则需要 。4线性分组码（n，k），若要求它能纠正3个随机错误，其最小码距为 ，若要求它能纠正2个随机错误，同时检测3个随机错误，则其最小码距为 。三简答题（每小题4分，共20分）1什么是窄带高斯噪声？它在波形上有什么特点？它的包络和相位各服从什么概率分布？2什么叫码间串扰？码间串扰会产生什么影响？系统满足无码间串扰的条件是什么？3量化的目的是什么？什么是均匀量化？均匀量化有什么缺点？4DSB和SSB系统的调制制度增益各是多少？两者的抗噪声性能是否相同？为什么？5简要说明通信系统中同步的作用，常用的通信系统同步技术有哪些？ 四二进制等概数字信号在系统中1min传送了18000bit的信

11、息量。1码元速率是多大？（5分）2若改用8进制数字信号，1min同样传送18000bit的信息量，其码元速率又是多大？（5分）五已调信号Sm(t)=(1+cos10pt)cos100pt。1画出Sm(t) 波形和包络检波后的输出波形；（5分）2能否用包络检波法进行解调，说明理由，画出解调器原理框图。（5分）六二进制绝对码元序列10011101，码元速率为1200Baud，载频Hz，画出该信号2DPSK已调信号波形，若采用差分相干接收，试画出其原理框图。（10分） 七设基带系统的频率特性如图1所示。 （a） （b）1 若以2/T Bd速率传输信号，讨论二进制情况下各系统是否可以实现无码间串扰传输

12、。（4分）2. 若以8/T bit/s速率传输信息，讨论多进制情况下各系统是否可以实现无码间串扰传输。（6分）八在脉冲编码调制（PCM）系统中，若采用13折线A律编码，设最小量化间隔为1单位，已知抽样脉冲值为-138个单位：试求此时编码器输出码组，并计算量化误差（段内码采用自然二进制码）。（10分）九某线性分组码的生成矩阵为3. 求监督矩阵H，确定。（4分）4. 写出监督位的关系式及该的所有码字。（6分）武汉理工大学教务处 试题标准答案及评分标准用纸 课程名称 通信原理A （B卷、闭卷） 一是非题（正确打，错误打，每题2分，共10分） 1. ；2；3；4；5二填空题（每空1分，共10分）1.

13、有效性；可靠性；2. 幅度调制（或线性调制）；角度调制（或非线性调制）；SSB；基带信号带宽；3. 位同步（码元同步）；群同步（帧同步）4. 7；6 三简答题（每小题4分，共20分） 1. 噪声满足窄带的条件，即其频谱被限制在“载波”或某中心频率附近一个窄的频带上，而这个中心频率又离开零频率相当远。高斯：概率密度函数服从高斯分布。波形特点：包络缓慢变化，频率近似为。包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布。2码间串扰：其它码元的抽样值在本码元产生干扰输出，从而影响本码元的正确判决的现象。码间串扰的影响：它会影响本抽样时刻抽样判决值，从而增大了基带传输系统的误码率。系统无码间串扰的条件：时域条件： (

14、为整数)；频域条件： ， 3量化的目的是将抽样信号在幅值上进行离散化处理，即将无限个可能的取值变为有限个。均匀量化是量化间隔相等的量化，其主要缺点是无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值（功率）都固定不变，因此当信号较小时，信号的量化信噪比也很小，难以满足通信系统的要求。4. GDSB=2，GSSB=1，从整个系统来说，在相同的发射功率、相同的噪声环境下，两者的抗噪声性能是相同的。虽然两者接收机的制度增益不同，但SSB系统带宽是DSB系统的一半，因而进入接收机的噪声带宽也是DSB系统的一半，因此最终两者的抗噪声性能是相同的。 5同步是通信系统中的一个重要的实际问题，没有同步系统，则通信系统无法

15、正常工作。当采用同步解调时，接收端需要相干载波；接收端还需要与接收码元的重复频率和相位一致的码元同步信号；接收端需要与发送的数字流中“字”和“句”起止时刻相一致的定时脉冲序列，即群同步。常用同步技术：载波同步，位同步，群同步。 四（10分）1每符号的信息量为log21bit（2分）码元速率18000/60300baud（3分）2每符号的信息量为log83bit（2分）码元速率18000/（60*3）100baud（3分）五（10分）Sm(t)| （2分） （2分）| （2分）可以用包络检波器解调，因为调制信号不小于0，也可以采用相干法解调。 （4分） 六（10分）1相对码为：00010110或

16、11101001（3分）2 2DPSK的信号波形（3分） 或（4分）七（10分）1 图（a）为理想矩形，无码间串扰的最大码元速率为，但不是的整数倍，故有码间串扰。（2分） 图（b）为理想矩形，无码间串扰的最大码元速率为，故无码间串扰。（2分） 2图（a）：当传输的信号为256进制时，信号码元速率为1/T，无码间串扰的最大码元速率为无码间串扰。（3分）图（b）：当传输的信号为4进制时，信号码元速率为4/T，无码间串扰。（3分）八（10分）极性码：-1380 C1=0 （2分） 段落码：128138加密器编码器调制器信道解调器译码器解密器信宿 噪声 信源与信宿：信息源，可以是模拟，也可以是数字。加

17、密与解密：为了提高所传信息的安全性，按照加密算法，使其变为密文再发送，接收时，利用密钥恢复成原来的信息。编码与译码：信源编码，完成A/D转换，将数字信号进行压缩；信道编码，对传输的码元加入监督码，提高通信系统的可靠性。调制与解调：将数字基带信号的频谱搬移到高频处，以适合在信道中传输，数字解调是数字调制的逆过程。噪声：通信系统的各个环节都有噪声，因为信道内噪声对通信的影响最大，因此集中在信道中表示。 2若采用双边带调制，则每路信号带宽为W21.53MHz，考虑留出保护带（各路信号频谱之间的空白带），10MHz带宽的信道最多可复用3路信号。若采用单边带调制，则每路信号带宽为W1.5MHz，考虑留出

18、一定的保护带，10MHz带宽的信道最多可复用6路信号。3. 码间串扰：其它码元的抽样值在本码元产生干扰输出，从而影响本码元的正确判决的现象。码间串扰产生的原因:由于系统传输总特性(包括收、发滤波器和信道的特性)不理想,导致码元的波形畸变、展宽和拖尾。码间串扰的影响：它会影响本抽样时刻抽样判决值，从而增大了基带传输系统的误码率。4均匀量化：在量化区内，大、小信号的量化间隔相同，因而小信号时量化信噪比太小； 非均匀量化：量化级大小随信号大小而变，信号幅度小时量化级小，量化误差也小，信号幅度大时量化级大，量化误差也大，因此增大了小信号的量化信噪比。5在线性分组码中，两个码组对应位上的数字不同的位数称

19、为码组的距离；编码中各个码组距离的最小值称为最小码距d0，在线性码中，最小码距即是码的最小重量（码组中“1” 的数目）（全0码除外）d0的大小直接关系着编码的检错和纠错能力。| 四.（10分）11小时传输的码元数为1*1000*360036*105 （2分） 误码率为 （2分）21小时传输的信息量为 （3分）因错误信息量为10bit，故误信率为 （3分）五（10分） 本地载波与DSB信号相乘后为 （3分） 经LPF后得到 （3分） 可见，若，则解调输出功率下降，即相位误差使解调输出功率下降。 ，则解调输出发生失真。 （4分）|六（10分） 1系统传输函数是一个幅度为1，宽度为的门函数。（5分）

20、由图可见，当时（为整数），无码间串扰，即无码间串扰的码速率为 2设传输独立等概的M进制信号，则 （5分） （n1，2，.） 即当采用进制信号时，码速率，可以满足无码间串扰条件。| 七（10分） 1. 2FSK信号波形 （4分）22FSK信号的功率谱密度草图 （4分）6 不能采用非相干解调器解调，因为，与信息速率相等，两个2ASK信号的频谱重叠。2FSK非相干解调器上、下两个支路的带通滤波器不可能将两个2ASK信号分开 （2分）可以用相干解调器解调。上下两个支路中的低通滤波器的带宽可以小于码速率，差频可被低通滤波器滤掉。对抽样判决无影响。也可以采用过零检测法。还可以采用最佳接收机解调此2FSK信号。 八（10分）1若选择抽样频率为6kHz，则每路信号都符合抽样定理的要求。不考虑帧同步码、信令码，帧结构如图每帧共6个时隙，每个时隙占有的时间宽度为27.8，码元宽度为3.5 （5分） 2信息速率为 （6000帧/秒）*（6时隙/帧）*（8bit/时隙）288 bit/s 信号最小传输带宽为 kHz （5分） 九（10分） 1 （2分）许用码组： （5分）同理，所有许用码组为0000000 10011100011101 10100110100111 11010010111010 1110100令，所以 （3分）