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湖南大学课程期中考试试卷
课程名称：通信原理试卷编号：A 考试时间：90 分钟 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 32 28 40 100 应得分 评分： 实得分 评卷人 一、填空题(每空 1 分，共 32 分) 1. 通信是指（信息传输）的过程，通信系统的本质是实现通信（信号处理）与（信号 （DA 或 传输）的系统。数字无线通信系统的发射端通常由数字（基）带、数字（中）频、 （射频或射频载波）调制和天线等功能部件构成。 数模）转换、 2. 多径信道引起通信信号强度衰落的现象被称为（频率）选择性衰落；若多径信道中 装 的最大时延差为 τm，则 1/τm 的量纲为（赫兹） ，并被称为此多径信道的（相关）带宽。 订 3. 恒参调制信道本质上是一个（非时变）线性网络，其主要传输特性可用（幅频）特 线 ︵ 性和（相频）特性来描述。恒参调制信道传输特性不理想所导致的通信信号失真主要有（频 答 率）失真、 （相位）失真、 （非线性或谐波）失真、 （频率）偏移、 （相位）抖动。 题 4. 设某十六进制数字信号传输系统的符号速率为 3600Baud（波特） ，则信息速率为 不 （ 14.4Kbps ） 。 得 通过眼图，可以观察到（码间串扰）和（噪声）的大小。在高信噪比条件下，接收 超 5. 过 端观察到的眼图闭合程度反映（码间串扰）的大小。 · 此 6. 衡量均衡效果的两个准则是（最小峰值）畸变准则和（最小均方）畸变准则。3 抽 线 ︶ 头迫零时域均衡器能够消除（2）个抽样点的符号间干扰。 7. 窄带高斯噪声的一维随机包络服从（瑞利）分布，伴随有加性窄带高斯噪声的正弦 信号的包络服从（莱斯或广义瑞利）分布。2ASK 包络检波器输出信号在发 1 时服从（莱斯 或广义瑞利）分布，发 0 时服从（瑞利）分布。 8. 单边带信号相干解调器中，若本地载波与发送端载波同频但不同相，对解调输出的 影响是失真和（信噪比）下降。 9. 改善 FM 系统抗噪声性能的有效措施是采用（预加重）和（去加重）技术。 二、问答题（28 分） 10、 （4 分）模拟通信系统中通常包含哪两种重要的变换？ 答： （1）发送端，将连续消息变换为原始电信号，即基带信号，由信源完成；接收端， 将电信号（基带信号）变换为连续消息，由信宿完成； （2）发射端，把基带信号变换为适合 信道传输的信号，即调制；接收端，将接收到的传输信号变换为基带信号，即解调。 第 1 页共 4 页
三、计算题（40 分）
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16、 （10 分）设某调频信号表达式为 20cos(2*108πt+8sin4000πt)，试求最大频偏、带宽，以及 调频灵敏度为 4000Hz/v 时的调制信号。 解： 根据 P105 页 FM 信号的定义可知，mf 为最大相位偏移，由调频信号可知其最大相位 偏移为 8，即 mf=8；调制信号的频率：fm=4000π/2π=2000Hz 最大频偏 Δf=mf× fm=8×2000=16KHz 根据卡森公式，B=2×（mf+1）×fm=2×9×2000=36KHz
为了在二进制数字调制系统中传输该离散信源信息，需要对该离散信源进行二进制编码， 且采用编码位数最小的固定长度二进制码对该离散信源进行编码。 （1） 试计算该离散信源的平均信息量和最大平均信息量。 （2） 试给出一种编码方案。 （3） 假设该离散信源共需传送������������������个符号，采用 2ASK 方式传输已编码的二进制信号， 通信系统的信道带宽为 10KHz，则误码间串扰传输完该离散信源信息所需的最小 时间为多少？ 答案： （1） 平均信息量 H=1.875bit/符号； （2） 五中符号等概率出现时有最大平均信息量：������ = log2 5 = 2.32bit/符号； （3） 编码方案：000、001、010、011、100 （4） T=300 秒。
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11、 （4 分）基带传输系统中无码间串扰的时域条件和频域条件分别是什么？ 答： （1）无码间串扰的时域条件为：基带传输系统的冲激响应波形 h(t)仅在本码元的抽样时刻 上有最大值，并在其他码元的抽样时刻上均为 0；即对 h(t) 在时刻 t = kTs（这里假设信道和接 收滤波器所造成的延迟 t0 = 0）抽样时，应有下式成立
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������ ������
该系统的最高频谱效率为：������ =
=
= 1+������ (Baud/Hz)
2
18、 已知某离散信源的输出有 5 种状态，其统计特性为 第 3 页共 4 页
������1 ������2 ������3 ������4 ������5
1 2 1 4 1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1 1 8 16 16
（1）该系统能否实现无码间串扰的数字基带传输？ （2）当码元传输速率分别为 fs=2w、fs=3w 时，分析在抽样点上是否有码间串扰？ （3）系统无码间串扰的最大传输速率 fbmax、最高频谱效率分别是多少？ 解： （1）由于在该系统在 ������ ≤ ������时的等效传输特性为： H(ω) = 1 0 ������ ≤ ������ ������ > ������
������ ������
所以，该系统能够实现无码间串扰传输，即抽样点上没有码间串扰。 （2）根据（1）的分析和奈奎斯特第一准则可知，该系统的最高码元传输速率为：������������ = 由于������������ = 2������ > ，������������ = 3������ > ，所以 fs=2w 和 fs=3w 时在抽样点上均有码间串扰。
K f m(t )dt 8sin 4000 t m(t ) 8 4000 cos 4000 t 8 4000 cos 4000 t 4cos 4000 t Kf 2 4000
17、 （10 分）某二进制数字基带传输系统的传输特性 H（ω ）为下图所示的偶函数。 H（ω） 1 0．5 0 (1-α)W W αW ω (1+α)W
A 越大，则误码率 n
就越小。 14、 （4 分）请从带宽、抗噪性能、信道敏感度三方面简要比较二进制数字调制（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 最敏感。 15、 （4 分）简述 2PSK 调制解调系统中“倒π 现象”的概念与产生原因、以及解决办法。 答： 由于在 2PSK 信号解调时，载波恢复过程中存在着相位模糊，即恢复的本地载波与所需的 相干载波可能同相，也可能反相，这种相位关系的不确定性将会造成解调出的数字基带信号与 发送的数字基带信号正好相反， 即“1”变为“0”， “0”变为“1”， 判决器输出的数字信号将全部出错。 这种现象称为 2PSK 系统的“倒 π”现象或“反相工作”。 解决的办法就是采用 2DPSK 调制。
k 0 1, h(kTs ) 0, k为其他整数
（2）无码间串扰的频域条件为：基带系统的总特性 H()应满足如下条件
1 TS
H (
i
2 i ) 1 Ts


TS
12、 （4 分）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：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 信号通常 采用包络检波法，所以会产生门限效应。 13、 （4 分）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 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
������ ������ ������ ������
（3） 该系统码元传输速率为：������������ = 系统带宽为：������ =
(1+������ )������ 2������ ������������ ������
������ ������ (1+������ )������ 2 ������