通信原理2011-1-11
√√电子工程类 081、082、083 、084、085[ A卷 ]
一、填空（共20分，1分/空）：
（1）．数字通信系统的__ _用频带利用率描述； _ _用系统的输出误码率描述。
（2）.白噪声的特点是：功率谱密度为 _ ，任意两不同时刻的值 _ __ _ 。
（3）.调制信道是指从系统调制器的_ 端到解调器的端。
（4）.信号在恒参信道中传输时主要有__ ___失真和__ ___失真。
（5）.为了更好地适应信道的传输特性，大多数信号需要通过__ ___后传输。
（6）.幅度调制是用__ ___去控制__ ___的__ ___参量。
（7）.一个均值为零的窄带平稳高斯过程，其包络的一维分布是_ __，其相位的一维分布是_ _ 。
（8）.双极性基带信号，当满足__ ___条件时，其功率谱中无离散谱分量。
（9）.2DPSK、2ASK、2PSK和2FSK中，占用带宽最宽的是__ ___，对信道特性变化敏感的是__ ___，当采用相干解调时，抗信道加性高斯白噪声最好的是__ ___ ，最差的是__ ___，它们的误码率都取决于解调器的_ _ 。
二、简答题（共36分）：
1、按照消息传递的方向与时间的关系，通信方式分为几类？各举一例。
（6分）
2、请写出“各态历经性”的含义并说明其意义？（6分）
3、包络检波有时会出现门限效应，什么是门限效应？产生的根本原因是什么？（6分）
4、请写出改善实际数字基带传输系统性能的两项措施及两项措施各自所针对改善的对象？
（6分）
5、请写出2DPSK信号的产生和解调方法？（6分）
6、什么是非均匀量化？与均匀量化相比，非均匀量化的主要优缺点？（6分）
三、作图题（共14分）
1、已知信息代码为 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1，求相应的AMI码及HDB3码，并分别画出它们的波形图。
（8分）
2、根据图三-2所示的调制信号波形，试画出DSB及AM信号的波形图，并说明它们分别通过包络检波器后的波形差别。
（6分）
图三-2
四、计算题（30分）
1．设计最高码元传输速率R=2400波特的升余弦滚降无码间串扰的基带传输系统，当取滚降系数分别为α=1、α=0.5、α=0时，求此基带系统的带宽和频带利用率。
（6分）
2、已知调制信号m(t)=cos(2000πt)，载波为2cos104πt，分别写出AM、DSB、USB、LSB 信号的表达式。
（8分）
3、采用2FSK方式在等效带宽为2400Hz的传输信道上传输二进制数字。
2FSK 信号的频率分别为f1=980Hz，f2=1580Hz，码元速率R B=300波特。
接收端输入（即信道输出端）的信噪比为6dB。
试求：（1）2FSK信号的带宽；（2）包络检波法解调时系统的误码率；（3）同步检波法解调时系统的误码率。
（10分）
4、采用13折线A律编码，设最小的量化间隔为1个量化单位，已知抽样脉冲为-95量化单位；（1）试求此时编码器的输出码组，并计算量化误差；（2）写出对应于该7位码（不包括极性码）的均匀量化11位码。
（6分）
《通信原理》课程试题（A卷）答案及评分标准
一、填空题（每空1分，共20分）
（1）. 有效性可靠性
（2）. 常数不相关
（3）. 输出输入
（4）. 幅频（或频率）相频（或相位）
（5）. 调制
（6）. 调制信号载波幅度
（7）. 瑞利分布均匀分布
（8）. 等概（或P(0)=P(1)）
（9）. 2FSK 2ASK 2PSK 2ASK 输入信噪比（或r）
二、简答题（每小题6分，共36分）
1. 可分为单工通信、半双工通信、全双工通信三种（每种1分）。
举例：广播、遥测、遥控、无线寻呼（任意一个均可1分）；对讲机（1分）；电话、计算机之间的高速数据通信（任意一个均可1分）。
2. 若平稳过程的任意一次实现（样本），其时间均值为常数且时间相关函数仅与时间间隔有关，则该平稳过程具有“各态历经性”（2分）。
其含义是：随机过程中的任一次实现都经历了随机过程所有可能的状态（2分）。
其意义是：在求解各种统计平均时，可用一次实现的“时间平均”值代替过程的“统计平均”值，从而简化测量和计算（2分）。
3. AM包络检波在小信噪比条件下，若检波器输出的合成包络E(t)中没有独立的信号项，则输出信噪比不是按比例地随着输入信噪比下降，而是急剧恶化，通常把这种现象称为解调器的门限效应（4分）。
产生的根本原因是由于包络检波器的非线性解调作用（2分）。
4. 改善实际数字基带传输系统性能的两项措施为部分响应技术和时域均衡技术（2分）。
两项措施各自所针对改善的对象：前者针对提高频带利用率（2分），后者针对减小码间串扰（2分）。
5. 2DPSK信号的产生方法：先对二进制数字基带信号进行差分编码，即把表示数字信息序列的绝对码变成相对码（差分码），然后再根据相对码进行绝对调相，产生2DPSK信号（4分）。
2DPSK信号的解调方法：
一、相干解调（极性比较法）加码反变换；二、差分相干解调（相位比较法）（2分）。
6. 非均匀量化：量化间隔是随信号抽样值的不同而变化（2分）。
信号抽样值小时，量化间隔也小；信号抽样值大时，量化间隔也大（2分）。
主要优点：减小编码位数；主要缺点：实现相对复杂（2分）。
三、作图题（14分）
1.（本题8分）
解：
+1 0 -1 0 0 0 -V 0 +1 -1 +B 0 0 +V -1 +1
+1 0 -1 0 0 0 0 0 +1 -1 0 0 0 0 +1 -1 AMI 码
1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 HDB 3码
+1
-1
信息码
+1
-1
（正确写出编码各2分，正确画出编码对应波形各2分）
2. （本题6分）
解：
（正确画出波形各2分）
DSB 信号通过包络检波器后输出波形失真（不能恢复原信号），而AM 信号通过包络检波器后能正确恢复原信号（2分）。
四、计算题（30分）
1. （本题6分）
解：对于余弦滚降系统：
带宽 B=(1+α)/2Ts ，而Ts=1/R ；频带利用率η=R/B （3分）
α=1时，B=2400Hz ，η=1Baud/Hz ；（1分）
α=0.5时，B=1800Hz ，η=4/3Baud/Hz ；（1分）
α=0时，B=1200Hz ，η=2Baud/Hz （1分）
（若答案单位错误，扣1分）
2.（本题8分）
解：AM 信号 S AM (t)=2[A 0+cos(2000πt)].cos104πt
=2 A 0 cos104πt +cos(1.2×104πt)+cos(0.8×104πt) （2分）
DSB 信号 S DSB (t)=2cos(2000πt).cos104πt
=cos(1.2×104πt)+cos(0.8×104πt) （2分）
LSB 信号 S LSB (t)= cos(0.8×104πt) （2分）
3.（本题10分）
解：（1）该2FSK 信号的带宽为 （2分）
（2）由于误码率取决于带通滤波器输出端的信噪比，又FSK 接收系统中上、下支路带通滤波器的带
宽近似为 （1分）
它仅是信道等效带宽（2400Hz ）的1/4，故噪声功率也减小了1/4，因而带通滤波器输出端的信噪比比输入信噪比提高了4倍。
又由于接收端输入信噪比为6dB ，即4倍，故带通滤波器输出端的信噪比应为
（3分）
将此信噪比值代入误码率公式，可得包络检波法解调时系统的误码率
（2分） （3）同理可得同步检测法解调时系统的误码率
（2分）
4.（本题6分）
解：（1）因为样值为负值，所以极性码c 1=0，又因为64<95<128，所以码组位于第四段，段落码为c 2c 3c 4=011，量化间隔为4。
（2分）
由于95=64+7×4+3，所以段内码为c 5c 6c 7c 8=0111 （1）
故编码器输出为c 1c 2c 3c 4 c 5c 6c 7c 8=00110111，量化误差为3个单位。
（1分）
（2）对应的均与量化11位码为
c 1c 2c 3c 4 c 5c 6c 7c 8c 9c 210c 11=00001011100 （2分）
1200Hz 300298015802122FSK =⨯+-=+-=s f f f B 600Hz 22===B s R f B 1644=⨯=r 4
82107.12
121---⨯===e e P r e 5
821039.3e 32121---⨯==≈ππr e e r P。
