1112通信原理考题A答案.docx

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1112通信原理考题A答案

2011-2012学年度第2学期期末考试试题（A卷）

课程名称：

通信原理

使用班级：

09050641-09050642

总分

得分

一、填空题：

（每空1分，共30分）

1通信的任务是（传递消息中所包含的信息或克服距离上的障碍快速而准确地传递消息）。

2按照消息传送的方向与时间关系,通信方式可分为（单工）、（半双工）和（全双工）。

3门限效应是指（当输入信噪比降低到一定情况时,输出信噪比急剧恶化的现象）。

4非线性调制包括（幅度调制）和（相位调制）。

5带通信号的最小抽样频率等于（2B（1+k/n））。

6基带传输与频带传输的最主要区别是（是否采用载波调制）。

7当码间串扰非常严重时，眼图中的“眼睛”会完全闭合（睁开、闭合）起来。

8非均匀量化与均匀量化的主要区别是（量化间隔是否相等）。

9已知二元信息序列为0001100000010000000100001000100010010，则其AMI码为（00-110-10000010000-1100000-10010），HDB3码为（00+1-10+1000+V0-1000-V+1-1+B00+V0-100+10）。

10正弦载波数字调制有三种基本形式,分别为（幅度键控或ASK）、（频移键控或FSK）和（相移键控或PSK）。

11在2PSK输出解调时存在0，

相位模糊，解决办法是采用（2DPSK）。

12脉冲编码调制包括（抽样）、（量化）和（编码）。

13（n，k）分组码中，有（k）位信息码元，有（n-k）位监督码元。

14循环码具有的性质有（线性）、（封闭性）和（循环性）。

15一般情况下，在一个分组码码组内纠正t个误码，要求最小码距dmin（2t+1）。

16m序列的全称是（最长线性反馈以为寄存器序列）。

17按照同步的功用把同步分为载波同步，（群同步），（码元同步）和（网同步）。

得分

二、简答题（每题5分，共40分）

1、说明通信系统的组成及各部分的功能。

信息源发送设备信道接收设备受信者（2分）

信息源：

将各种消息转换为原始电信号；

发送设备：

产生适合在信道中传输的信号；

信道：

用来将来自发送设备的信号传送到接收端；

接收设备：

将信号放大和反变换，从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号；

受信者：

传送消息的目的地，把原始电信号还原成相应的消息；

（5分）

2、为什么通信系统中要对基带信号采取调制的方式进行传输？

1）、提高频带利用率;（2分）

2）、便于信号的接收;（4分）

3）、提高传输的可靠性（5分）

3、从抗噪声性能、频带利用率、调制解调等方面对各种模拟调制系统进行比较。

抗噪声性能：

FM调制最好，其次是DSBＳＳＢ　ＶＳＢ　ＡＭ调制最差；

　　　　　　　　　　　　（２分）

频带利用率：

ＳＳＢ利用率最高，其次是ＶＳＢ，ＡＭ和ＤＳＫ，ＦＭ的频带利用率最低。

（４分）

设备复杂度：

ＡＭ调制最简单，ＤＳＢ和ＦＭ设备复杂度中等，ＳＳＢ和ＶＳＢ设备最复杂。

（５分）

4、什么是码间干扰？

产生码间干扰的原因？

无码间干扰的基带传输系统的频域条件是什么？

码间串扰是因信道特性不理想引起数字基带信号各码元波形失真,从而使前后码元波形相互重叠,导致接收端抽样判决困难的现象.（2分）

引起码间串扰的主要原因是信道的衰耗使收端脉冲幅度变小;传输线路的延迟特性使收端脉冲波峰延后;传输线路的带宽有限,使收端脉冲宽度加大,形成波形拖尾.（4分）

无码间干扰的基带传输系统的频域条件是：

（5分）

5、从误码率、频带宽度、对信道特性变化敏感度和设备复杂度等方面对二进制数字调制系统进行比较。

误码率：

２ＰＳＫ和２ＤＰＳＫ的误码率最低，２ＦＳＫ次之，２ＡＳＫ最大。

　（２分）

频带宽度：

２ＡＳＫ和２ＰＳＫ，２ＤＰＳＫ都为２ｆｓ频带利用率高，２ＦＳＫ的频带宽度宽，频带利用率低。

（３分）

敏感度：

２ＦＳＫ和２ＰＳＫ对信道的特性变化不敏感，２ＡＳＫ对信道变化敏感。

（４分）

设备复杂度：

２ＡＳＫ最简单，其次２FSK，2PSK和2ＤＰＳＫ最复杂。

（５分）

6.什么是匹配滤波器？

它的传输函数是什么？

画出匹配滤波器在二元确知信号最佳接收中的原理方框图。

输出信噪比最大的线性滤波器是匹配滤波器（2分）

它的传输函数是H（f）=kS*（t）e-j2πft0（3分）

匹配滤波器在二元确知信号最佳接收中的原理方框图如下

抽样

匹配滤波器1

比较判决

输入t=Ts输出

抽样

匹配滤波器2

t=Ts

（5分）

7简述频分复用和时分复用。

频分复用：

是一种按频率来划分信道的复用方式。

在ＦＤＭ中，信道的带宽被分成多个相互不重叠的频段，每路信号占据其中一个子通道，并且各路之间必须留有未被使用的频带进行分隔，以防止信号重叠。

在接收端，采用适当的带通滤波器将多路信号分开，从而恢复出所需要的信号。

（３分）

时分复用：

是利用时隙分时传送信号，时分复用在时间上市分开的，在频率上是重叠的。

易于实现数字通信，易于制造，采用集成电路，生产成本低。

（５分）

8说明汉明码的构建原理。

1）、对k位信息码，根据2r≥r+k+1得到监督妈的个数r和分组码长度n。

如4位信息码，k=4，r=3，n=7，位（7,4）码。

2）、r位监督码就有r个校正子S1—Sr，有r个监督关系式，将不同S1—Sr的组合来指示有无错及哪位出错。

如S1，S2，S3

S1S2S3

错码位置

S1S2S3

错码位置

001

a0

101

a4

010

a1

110

a5

011

a2

111

a6

100

a3

000

无错

在表中规定可见，仅当一错码位置在a2，a4，a5或a6时，校正子S1为1；否则S1为0.这就意味着a2，a4，a5和a6四个码元构成偶数监督关系

S1=a6

a5

a4

a2同理可得

S2=a6

a5

a3

a1

S3=a6

a4

a3

a0

S1，S2，S3为零时a6

a5

a4

a2=0

a6

a5

a3

a1=0

a6

a4

a3

a0=0

得：

a2=a6

a5

a4

a1=a6

a5

a3

a0=a6

a4

a3

给定信息位后，可直接按上式算出监督位。

根据信息位a6a5a4a3可以得到a2a1a0三位监督码。

则a6a5a4a3a2a1a0即为得到的汉明码。

得分

三、综合计算题：

（每题10分，共30分）

1.黑白电视图像每幅含有200000个像素,每个像素有16个等概出现的亮度等级.要求每秒钟传输40帧图像.若信道输出S/N=30dB,计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽.

解：

c=200000*

*４０（３分）

（６分）

=200000*

*４０/

（１０分）

2、采用13折线A律编码，设最小量化间隔为1个单位，已知抽样脉冲值为+1180单位。

（1）求此时编码器输出的码组，并计算量化误差；

（2）写出对应于7位码（不包括极性码）的均匀量化11位码（采用自然二进制码）。

（1）抽样脉冲值为+１１８０单位，设输出8位码组用C1C2C3C4C5C6C7C8表示

抽样脉冲值为+１１８０极性为正∴C1=1（2分）

段落码：

Iw=128＜１１８０故C2=1

Iw=１１８０＞512故C3=1

Iw=１１８０＞1024故C4=1

段落码为11１为８段

段内码：

第８段起始电平为１０２４，长度为２０４８－１０２４=１０２４个量化单位，再进行16级均匀量化，量化间隔为１０２４/１６=６４个量化单位。

同理Iw=１１８０＜１５３６故C5=0

Iw=１１８０＜１２８０故C6=0

Iw=１１８０＞１１５２故C7=1

Iw=１１８０＜１２１６故C8=０

∴此时输出码组为:

１１１１００１０（6分）

量化量：

（1216+1152）/2=1184

量化误差：

1184-1180=4（8分）

11位10010100000（10分）

3、已知某线性反馈移位寄存器的特征多项式系数的八进制表示为51，若移位寄存器的起始状态为10000。

求

（1）末级输出序列。

（2）验证输出序列是否为m序列？

为什么？

解：

101001（２分）

（３分）

0000100101100111110001101110101（７分）

周期31个二进制数

0，1概率基本相等

长度为1的游程8个，长度为2的游程4个，长度为3的游程2个，长度为4的游程1个，长度为5的游程1个

序列的自相关函数有两种取值（１０分）

2011-2012学年度第二学期期末考试试题（A卷）

课程名称：

通信原理

使用班级：

09050641x、09050642x、09050643x

一、填空题（共20分）

（1）通信系统包括（信息源）、（发送设备）、（信道）、（噪声源）、（接收设备）和受信者。

（2）在（7，4）分组码中，有（4）位信息码元，有（3）位监督码元。

（3）正弦载波二进制数字调制有三种基本形式,分别为（2ASK）、（2FSK）和（2PSK）。

（4）当离散信源中每个符号（独立分部等概出现）时，该信源的平均信息量最大。

（5）脉冲编码调制主要包括（抽样）、（量化）和（编码）三部分。

（6）非线性调制包括（频率调制）调制和（相位调制）调制。

（7）基带传输是指（不搬移基带信号频谱的传输方式）。

（8）门限效应是指（当输入信噪比降低到一定情况时,输出信噪比急剧恶化的现象）。

（9）线性分组码具备的性质是（封闭性）和（码组间的最小码距等于非零码的最小码重）。

（10）某一分组码中，码组间最小码距为3,在一个码组内该分组码最多可以检测出

（2）个误码,最多可以纠正（0）误码。

（11）按照同步的功用把同步分为载波同步，（位同步）,（群同步）和（网同步）。

（12）目前广泛应用的两种对数压缩率是（A律）和（U律）.

（13）过载噪声是指（信号斜率发生陡变时,由于台阶固定,阶梯波形跟不上信号的变化,形成失真的现象）.

（14）已知二元信息序列为010010*********0010，则其AMI码为00-110-10000010000-1100000-10010；HDB3码为00+1-10+1000+V0-1000-V+1-1+B00+V0-100+10。

二、解释或简答（每题5分，共40分）

1、数字通信系统是如何构成的?

信息源发送设备信道接收设备受信者（2分）

信息源：

将各种消息转换为原始电信号；

发送设备：

产生适合在信道中传输的信号；

信道：

用来将来自发送设备的信号传送到接收端；

接收设备：

将信号放大和反变换，从受到减损的接收信号中正确恢复出原始电信号；

受信者：

传送消息的目的地，把原始电信号还原成相应的消息；

（5分）

2、从误码率、频带宽度、对信道特性变化敏感度和设备复杂度等方面对二进制数字调制系统进行比较。

误码率：

２ＰＳＫ和２ＤＰＳＫ的误码率最低，２ＦＳＫ次之，２ＡＳＫ最大。

　（２分）

频带宽度：

２ＡＳＫ和２ＰＳＫ，２ＤＰＳＫ都为２ｆｓ频带利用率高，２ＦＳＫ的频带宽度宽，频带利用率低。

（３分）

敏感度：

２ＦＳＫ和２ＰＳＫ对信道的特性变化不敏感，２ＡＳＫ对信道变化敏感。

（４分）

设备复杂度：

２ＡＳＫ最简单，其次２FSK，2PSK和2ＤＰＳＫ最复杂。

（５分）

3、以13折线A律编码为例说明脉冲编码调制（PCM）的基本原理

脉冲编码调制主要包括抽样、量化和编码三个过程。

抽样是把连续时间模拟信号转换成离散时间连续幅度的抽样信号；量化是把离散时间连续幅度的抽样信号转换成离散时间离散幅度的数字信号；编码是将量化以后的信号编码形成二进制码输出。

4、什么是码间串扰？

无码间串扰的基带传输系统应如何设计？

码间串扰是因信道特性不理想引起数字基带信号各码元波形失真,从而使前后码元波形相互重叠,导致接收端抽样判决困难的现象.（2分）

引起码间串扰的主要原因是信道的衰耗使收端脉冲幅度变小;传输线路的延迟特性使收端脉冲波峰延后;传输线路的带宽有限,使收端脉冲宽度加大,形成波形拖尾.（4分）

无码间干扰的基带传输系统的频域条件是：

（5分）

5、简述差错控制编码的基本原理

在发送端被传输的信息序列上附加一些监督码元，这些多余的码元与信息码元之间以某种确定的规则相互关联。

接收端按照既定的规则检验信息码元与监督码元之间的关系，一旦传输过程中发生错误，则信息码元与监督码元之间的关系将受到破坏，从而发现错误，乃至纠正错误。

（5分）

6、简述时分复用。

时分复用：

是利用时隙分时传送信号，时分复用在时间上市分开的，在频率上是重叠的。

易于实现数字通信，易于制造，采用集成电路，生产成本低。

（５分）

7、画出在不同最佳准则条件下最佳匹配滤波器和相关接收器的原理方框图。

抽样

匹配滤波器1

比较判决

输入t=Ts输出

抽样

匹配滤波器2

t=Ts

（5分）

8、m序列发生器的作用？

说明如何利用m序列发生器实现伪随机序列？

加扰器是以m序列发生器为基础，线性反馈移位寄存器的反馈逻辑输出与第一级寄存器的输入之间引入一个模二加电路，一数据输入作为另一输入端（2分）

解扰器是一种前馈移位寄存器结构，可以自动地将扰码后序列恢复为原始的数据序列，它们都是由五级移存器和模二加电路组成（5分）

三、计算题（30分）

1.计算机终端通过电话信道传输计算机数据,电话信道带宽3.4kHz,信道输出的信噪比S/N=30dB.该终端输出128个符号,各个符号相互统计独立,等概率出现.

（1）求信道容量

（2）求无误码传输的最高符号速率.

解：

=3400*

=34000（5分）

r=C/

=4857符号/S（10分

2、已知矩形脉冲波形

为阶跃函数

（1）求对应的匹配滤波器的冲激响应

（2）求匹配滤波器的输出波形

解：

本（5分）

（10分）

3、已知信息位010，若编成（7，3）循环码，写出相应的码组，并说明编码解码过程。

信息码为011m（x）=x+1（2分）

x4m（x）=x5+x4（5分）

（7分）

码组：

∴T（x）=x5+x4+x3+1对应码字为0111001（10分）