通信原理试卷
2002.7
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姓名：
（注意：在答题纸上答题，不必重新抄题，只写题号即可。）
一 填空题：（每个空0.5分，共15分）
1. 若线性系统的输入过程()t i ξ是高斯型的，则输出()t o ξ是 高斯 型的。
2. 若系统功率传输函数为()ωH ，则系统输出功率谱密度()()
ωξO P 与输入
功率谱密度()()
ωξI P 关系为 ()()()ωωωξξi
o
P H P ?=2
。
3. 调制信道对信号的干扰分为 乘性干扰、 和 加性干扰 两种。
4. 根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为 恒参信道 和 随参
信道 两大类。
5. 随参信道中的多经传播对信号传输的影响有： 产生瑞利型衰落、引起
频率弥散 、造成频率选择性衰落 。
6. 常见的随机噪声可分为 单频噪声、脉冲噪声 、和起伏噪声 三类。
7. 数字基带信号()t S 的功率谱密度()ωS P 可能包括两部分即 连续谱 和 离散谱。
8. 二进制数字调制系统有三种基本信号，分别为 振幅键控（ASK ）、移
频键控（FSK ）和移相键控（PSK ）。
9. 模拟信号是利用 抽样、量化、和 编码 来实现其数字传输的。
10. 模拟信号数字传输系统的主要功能模块是 A/D 、数字传输系统 和
D/A 。
11. 设一分组码（110110）；则它的码长是 6 ，码重是 4 ，该分组码
与另一分组码（100011）的码距是 3 。
12. 在数字通信中，同步分为 载波同步、位同步、群同步 。 二 判断是非题：（正确划“×”，错误划“√”；每题0.5分，共5分）
1. ×；
2. √；
3. √；
4. ×；
5. ×；
6. √；
7. √；
8. ×；
9. √； 10. ×；
1. 信息与消息在概念上是一致的，即信息就是消息，消息就是信息。（ ）
2. 若()t X 是平稳的，则()1t X 与()C t X +1具有相同的统计特性（C 为常数）
（ ）
3. 对于数字基带信号()t S 的功率谱密度的连续谱部分总是存在的，而离散谱可有可无。（ ）
4. 白噪声是根据其概率密度函数的特点定义的。（ ）
5. 窄带高斯随机过程的包络和相位过程是两个相互独立的随机过程。
（ ） 6. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道，若00→n ，则信道容量∞→C （ ）
7. 对于受到高斯白噪声干扰的连续信道，若信源的信息速率R 小于或等
于信道容量C ，则理论上可实现无误差传输。（ ）
8. 小信噪比时，调频系统抗噪声性能将比调幅系统优越，且其优越程度
将随传输带宽的增加而增加。（ ）
9. 一种编码的检错和纠错能力与该编码的最小码距的大小有直接关系。
（ ）
10. 码元传输速率与信息传输速率在数值上是相等的。（ ） 三 选择题：（每题1分，共10分）
1. A ；
2. C ；
3.C ；
4.A ；
5. C ；
6.A ；
7.A ；
8.D ；
9.B ； 10.D
1. 若[])()(11t m t X E X =，[])()(22t m t Y E Y =，()()[]()()2121t m t m t Y t X E Y X =，
则随机过程()t X 与()t Y （ A ）。 （A ） 不相关；（B ）正交；（C ）独立。
2. 平稳随机过程的自相关函数()τx R 是（ C ）。
（A ） 只为正的偶函数；（B ）只为负的奇函数；（C ）可正可负的偶函数。
3. 下列属于线性调制的是（ C ）。 （A ）相移键控；（B ）频移键控；（C ）振幅键控。
4. 平稳随机过程的功率谱密度()ωx S 为（ A ）。
（A ） 非负的实的偶函数；（B ）负的偶函数；（C ）可正可负的偶函数。 5. 在数字基带传输系统中，设发送1符号和0符号的概率分别为()1P 和
()0P ，抽样时刻样值分别为A 和0，为了使输出误码率最小，最佳判决
门限应为（ C ）。
（A ）2
A
；
（B ）()()10ln
222
P P A A n σ+； （C ）()()
10ln 22
P P A A n σ+；
（D ）()()
10ln 222
P P A A n σ+。 6. 窄带噪声()t n 的同相分量()t n c 与正交分量()t n s 具有如下性质：（ A ）。 （A ）()t n c 与()t n s 都具有低通性质；（B ）()t n c 与()t n s 都具有带通性质； （C ）()t n c 与()t n s
7. 函数曲线（ A ）8. 线性调制系统（ D ）。
（A ） 关；
（B ） 关； （C ） 关； （D ） 9. （A ） 基带信号；（B ）双边带信号；（C ）单边带信号；（D ）残留边带信号。 10. 在抗加性高斯白噪声性能方面，2ASK 、2FSK 、2PSK 从优到差的次序
为（ D ）。 （A ） 2FSK 、2ASK 、2PSK ；（C ）2ASK 、2FSK 、2PSK ；
（B ） 2ASK 、2PSK 、2FSK ；（D ）2PSK 、2FSK 、2ASK 。 四 作图题：（每题5分，共10分）
1. 设二进制序列为110010101110，试以矩形脉冲为例，分别画出相应的
单极性码、双极性码、单极性归零码和双极性归零码。
2. 设发送数字信息为1100101，则画出2ASK 、2FSK 、2PSK 和2DPSK
的波形示意图并求出相应的相对码序列。 五 论述题：（每题5分，共30分）
1. 假设恒参信道的传输特性为()ωH ，相频特性为()ω?，则它的不失真条
件是什么？什么是群延迟——频率特性(()ωτ)，其表达式是什么？
答：不失真条件： ()ωH 满足：
()ωω~H 为一条水平线；
()ωω?~ 成线性关系
群延迟—频率特性：频率特性对频率的导数。
()()ω
ω?ωτd d =
2. 随参信道对所传信号有何影响？如何改善？ 答：
对信号传输有衰耗，并随时间而变； 传输的时延随时间而变；
产生多径传播，而多径传播对信号传输的影响有：① 产生瑞利型衰落；② 引起频率弥散；③ 造成频率选择性衰落。
改善：对随参信道往往要采用抗快衰落措施。如各种抗衰落的调制解调技术及接收技术等。其中较为有效的一种就是分集接收技术。
3. 什么是门限效应？AM 信号采用包络检波法解调时为什么会产生门限
效应？
答：门限效应： 就是当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。
因为，门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的，而AM 信号采用了包络检波法，所以会产生门限效应。 4. 5. 6.
7. 无码间干扰时，基带传输系统的误码率取决于什么？怎样才能降低系
统的误码率？
答：基带传输系统的误码率依赖于信号峰值A 与噪声均方根值n σ之比，而与采用什么样的信号形式无关，但这里的信号形式必须是能够消除码间干扰的。
若比值
n
A
σ越大，则误码率就越小。
8. 简述二进制数字调制（2ASK 、2FSK 、2PSK ）系统的抗噪声性能？ 答： 1）频带宽度或频带利用率方面：2FSK 系统最不可取。 2）抗加性高斯白噪声方面：相干2PSK 性能最好，2FSK 次之，OOK 最差。 3）对信道特性变化的敏感性而言，OOK 最差。
9. 什么是“倒π现象”？为什么二进制移相键控信号会出现“倒π现象”？
答：门限效应： 就是当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。
因为，门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的，而AM 信号采用了包络检波法，所以会产生门限效应。
六计算题：（1
1.一种设输入
谱密度为(ω
x
P
()t Y
2.
3.设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度()3
10
5.0-
?
=
f
P n W/Hz,在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号()t m的频带限制在5kHz，而载波为100kHz，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）该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性()ω
H；
（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？
通信原理试卷答案
2002.7
一、填空题：（每空0.5分，共15分）
1. 高斯。
2. ()()()ωωωξξi
o
P H P ?=2
。
3. 乘性干扰、加性干扰。
4. 恒参信道、随参信道。
5. 产生瑞利型衰落、引起频率弥散、造成频率选择性衰落。
6. 单频噪声、脉冲噪声和起伏噪声。
7. 连续谱、离散谱。
8. 振幅键控（ASK ）、移频键控（FSK ）和移相键控（PSK ）。 9. 抽样、量化、编码。 10. A/D 、数字传输系统和D/A 。 11. 6、4、3。
12. 载波同步、位同步、群同步。
二、判断题：（正确画“√”，错误画“×”；每题0.5分，共5分）
1. ×；
2. √；
3. √；
4. ×；
5. ×；
6. √；
7. √；
8. ×；
9. √；
10. ×；
三、单项选择题：（每题1分，共10分）
1. A ；
2. C ；
3.C ；
4.A ；
5. C ；
6.A ；
7.A ；
8.D ；
9.B ； 10.D
四、作图题：（每题5分，共10分）
五、论述题：（每题5分，共30分）
1. 答：不失真条件： ()ωH 满足：
()ωω~H 为一条水平线；
()ωω?~ 成线性关系
群延迟—频率特性：频率特性对频率的导数。
()()ω
ω?ωτd d =
2. 答：
对信号传输有衰耗，并随时间而变； 传输的时延随时间而变；
产生多径传播，而多径传播对信号传输的影响有：① 产生瑞利型衰落；② 引起频率弥散；③ 造成频率选择性衰落。
改善：对随参信道往往要采用抗快衰落措施。如各种抗衰落的调制解调技
术及接收技术等。其中较为有效的一种就是分集接收技术。 3. 答：门限效应： 就是当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。
因为，门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的，而AM 信号采用了包络检波法，所以会产生门限效应。
4. 答：基带传输系统的误码率依赖于信号峰值A 与噪声均方根值n σ之比，而与采用什么样的信号形式无关，但这里的信号形式必须是能够消除码间干扰的。
若比值
n
A
σ越大，则误码率就越小。
5. 答： 1）频带宽度或频带利用率方面：2FSK 系统最不可取。 2）抗加性高斯白噪声方面：相干2PSK 性能最好，2FSK 次之，OOK 最差。 3）对信道特性变化的敏感性而言，OOK 最差。
6. 答：门限效应： 就是当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。
因为，门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的，而AM 信号采用了包络检波法，所以会产生门限效应。
六、计算题：（1、4每题5分；2、3每题10分，共30分）
1. 解：
显然()jwT e H -+=1ω，所以
()()T H ωωcos 122
+=
输出功率谱密度为
()()()()()T P P H P i i ωωωωωξξξcos 122
0+==
又因为
()()
2
20
0n e e P T j T j ωωξω-++=
所以
()()()()T R T R R R i i i -+++=ττττξξξξ20
()()()[]T T n -+++=
τδτδτδ22
2. 解：
（1） 每个像元x 的平均信息量 ()16
1
=
i x P ， 16,,2,1 =i
∴ ()()()()()416
log
log log 22
16
1
2
==-=-
=∑∑=i
i
i i
i
i
x P x P x P x P x H
（2） 一帧图片的平均信息量
65102.14103?=??=图片I bit
（3） 每秒内传送的信息量
每秒有30帧
∴ 每秒内传送的信息量为：76106.3102.130?=?? bit
（4） 信息速率
由上可知：7106.3?=b R bps
（5） 由于信道容量b R C ≥，故信道带宽：
()627
2210612.310001log 106.31log 1log ?=+?=?
?? ?
?
+≥??? ??+=
N S R N S C B b Hz 其中：1000~30B d
∴ 要求信道的最小带宽为：610612.3? Hz
3. 解：
（1） 了保证信号顺利通过和尽可能地滤除噪声，带通滤波器的宽度等于已调信号带宽，即：
10522=?==m f B kHz
其中心频率为100 kHz ，故有：
()??
?
?
?≤≤=其它
,010595,kHz
f kHz K H ω
（2） 已知：10=i S kw
()10105.010102233=????=?=-f P B N n i w
故输入信噪比：
1000=i
i
N S （3） 因有2=DSB G
故输出信噪比：20002=?=i
i
o o N S N S （4） 根据双边带解调器的输出噪声与输入噪声功率关系，有： 5.241
==i o N N w
故：
()31025.02-?==
m o n f N f P o w/Hz ()f P n 2
1
= 图：
4. 解：
（a ）在???
???-b b T T ππ,区间上，前后码元的()ωH 叠加为矩形，所以这种滤
波器是无码间串扰；
（b ）在???
???-b b T T ππ,区间上，前后码元的()ωH 叠加不为矩形，所以这种
滤波器是有码间串扰；