试题（答案）.doc

考试试题 参考答案
一、填空题（每格1分，共40分）
1．通信系统一般模型的五个组成部分是（1） 、（2） 、（3） 、（4） 、（5） 。
2．频带利用率的定义为（6） ，其单位是（7） ,它能更全面地衡量传输的（8） ；三种基本二进制数字调制（2ASK、2FSK、2PSK）中，频带利用率最差的是（9） ，相等的是（10） 。
3．无线传输信道是（11） 信道，其三个主要特点是（12） ，（13） 和（14） ；无线传输信道中抗衰落的有效措施是（15） 。
4．在基本的数字调制（2ASK、2FSK、2PSK，2DPSK）中，比较2PSK和2DPSK，尽管2DPSK的（16） 稍差一些，但其克服了2PSK的（17） 的问题，因而获得广泛应用；在误码率方面，同一种调制方式而言，相干解调方式比非相干解调方式（18） ；在抗加性高斯白噪声方面，2PSK（2DPSK）调制方式（19） ；就最佳门限而言，2ASK要求的最佳门限与接收信号的（20） 有关。
5．在模拟调制中，非线性调制是用信号改变载波的（21） ；设信号为，则调频信号为（22） ；对于单音频调频信号，则已调信号的调制指数为（23） 、最大频偏为（24） 、信号带宽为（25） 。
6．匹配滤波器是指 （26） 与 （27） 进行匹配，且在接收机抽样判决时刻（28）达到最大的滤波器。如果接收信号为，则匹配滤波器的冲激响应为（29） ，抽样判决时输出信噪比为（30） 。
7．眼图是应用实验手段估计系统性能的一种手段，由眼图获得信息时，最佳抽样时刻应是“眼睛”张开（31） 的时刻；眼图斜边的斜率决定了系统对（32） 的灵敏度，图中央的横轴位置对应于（33） ；通过眼图还可以观察到（34） 和（35 的大小。
8．E体系的PDH一次群的帧结构有（36）个时隙，其中TS0为（37）时隙，TS16为（38）时隙，第6帧F5的TS16时隙低4位bit表示第（39）路数字电话的（40）信息。

参考答案
1．（1）信源，（2）发射设备，（3）信道，（4）接收设备，（5）信宿
2．（6）单位频带能提供的码元（信息）传输速率，（7）Bd/Hz,（8）有效性，（9）2FSK，（10）2ASK和2PSK
3．（11）随参信道，（12）延时的随机性，（13）衰落的随机性，（14）多径传播的随机性，（15）分集接收技术
4．（16）误码性能，（17）相位模糊，（18）好，（19）最优（好）；（20）电平
5．（21）频率或相位，（22），（23）8，（24）16k，（25）36k。
6．（26）接收信号；（27）接收机性能；（28）输出信噪比；（29）；（30）
7．（31）最大，（32）抽样定时误差，（33）判决门限电平，（34）码间干扰，（35）噪声小
8．（36）32；（37）同步；（38）信令；（39）20；（40）信令

二、简述题（每题8分，共40分）
1．通信系统中的噪声大多为加性高斯白噪声，也大多为广义平稳随机过程。请回答：
（1）加性高斯白噪声的特性是什么？（3）
（2）广义平稳随机过程的数字特征是什么？（5）
参考答案
（1）加性高斯白噪声的特性是噪声是通过叠加影响信号的，噪声的功率谱密度为均匀（常数），噪声的功率密度函数为高斯（正态）分布。
（2）广义平稳随机过程的数字特征是数字特征与时间的起点无关，即数学期望与时间无关、方差与时间无关、自相关函数自与时间间隔有关。

2．香农信道容量公式描述了信道容量、带宽和信噪比的相互关系。请回答：
（1）写出用信噪比表示的香农信道容量公式。（3分）
（2）由公式说明FM系统的抗噪能力优于AM系统的理由。（5分）
参考答案
（1）香农信道容量公式：
（2）这是由香农信道容量公式得出的带宽换信噪比的一个应用，即在保持信道容量不变的条件下，可以通过增大带宽为代价来获取信噪比（S/N）的减小。而FM系统的带宽大于AM系统带宽，特别是当调频指数较大时，FM系统的带宽远大于AM系统，这就说明：依据香农信道容量公式，为了保持相同的信道容量，对FM系统所需要的信噪比可以比AM系统小的多，即FM系统的抗噪能力优于AM系统。

3． CDM、CDMA是新一代移动通信网络中使用的多路复用和多址技术，请回答：
（1）CDM、CDMA的含义是什么？（2分）
（2）CDM是如何实现复用的？（3分）
（3）CDM一定要采用正交码吗？为什么？（3分）
参考答案
（1）CDM是码分复用、CDMA是码分多址。
（2）CDM是通过不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式，各路信号码元在频谱上合时间上都是混叠的。
（3）CDM不是一定要采用正交码。在数字通信中，超正交码和准正交码都可以采用，因为这时的邻路干扰很小，可以用设置门限的方法消除。

4．多径传播是无线信号传输的主要问题。请回答：
（1）以两径传播为例说明随参信道产生频率选择性衰落的过程。（4分）
（2）简述对抗多经效应的技术主要有哪些？（4分）
参考答案
（1）设发射信号经过两条路径传播后，到达接收端的信号分别为和。其中为两条路径的时延差。则各信号及频谱为：

接收信号及其频谱为：
因此，此信道的传输函数为：
的幅频特性为：，可见，在，或时，出现传输零点，传输衰耗最大。
（2）对抗多经效应的主要技术有：（答对两项即给4分）
① 降低信息传输速率，使传信率小于随参信道的相关带宽；
② 采用分集接收技术，对多径衰落信号进行接收处理，可抵消多径效应的影响；
③ 采用扩谱调制技术，可以对抗多径效应。

5．在无线通信中，频谱资源日趋紧张，而OFDM有较高的频谱利用率。请回答：
（1）OFDM的基本原理是什么？（4分）
（2）OFDM的频谱利用率如何计算？（4分）
参考答案
（1）OFDM基本原理是将发送的数据流分散到多个载波上，使各子载波的信号速率大大降低，从而能够提高抗多径和抗衰落的能力。为了提高频谱利用率，OFDM方式中各子载波有1/2重叠，但保持相互正交。
（2）OFDM的频带利用率为：

三、计算分析题（每题10分，共50分）
1．随机过程，是广义随机过程。载频的相位在（，）上为均匀分布，设与是统计独立的。证明是广义平稳的。
参考答案
由题意可知，的数学期望为常数；，则
（5分） （5分）
可见，均值与t无关，自相关函数只与时间间隔有关，故广义平稳。

2．对于单极性基带信号，波形的峰-峰值为A，0码和1码的先验概率分别为和，信道噪声为均值为0、方差为的高斯白噪声。证明系统的最佳门限为。
参考答案
对于单极性基带信号，抽样判决时刻的取值为：
发送“1”时
发送“0”时

因此，发送“1”时的一维概率密度函数为：

而发送“0”时的一维概率密度函数为：
（2分）
令判决门限为，则发“1”错判为“0”的概率为：

发“0”错判为“1”的概率为：
（2分）
若发送“0”码和“1”码的概率分别为和，则系统的总误码率为：

（2分）
令，则可求得最佳门限电平，即
（2分）
因此

上式两边取对数得：
（2分）

3．在PSTN信道600~3000 Hz频带内传输DPSK信号，接收机输入信号幅度为0.1 V，接收输入信噪比为9 dB。试求：
（1）传输带宽B
（2）传输比特率Rb
（3）接收信号功率Si
（4）接收输入端高斯噪声双边功率谱密度n0
（5）差分相干误比特率Pe
参考答案 (每项答案2分)
（1）传输带宽B=3000-600=2.4 kHz
（2）传输比特率Rb=B/2=1.2 kHz
（3）接收信号功率Si==5 mW
（4）接收输入端高斯噪声双边功率谱密度n0
由信噪比g=9 dB，即Si/Ni=7.94，噪声功率Ni=n0B，
则n0=Ni/B=Si/7.94/2400=2.62*10-7 W
（5）差分相干误比特率Pe=0.5e-g=0.5*e-7.94
4． 设PSK方式的最佳接收机和实际接收机有相同的输入信噪比Eb/n0=12 dB，实际接收机的带通滤波器带宽为6/T Hz，T为码元宽度。试问：
（1）最佳接收机和实际接收机的无码性能相差多少？（用误差函数表示） （6分）
（2）由此说明为什么实际接收机的误码率比最佳接收机的误码率大得多？ （4分）
参考答案
（1） （2分）
实际接收机误码率 （2分）
最佳接收机误码率 （2分）
最佳接收机和实际接收机的无码性能相差=-
（2）从计算公式知道，由于实际的接收机带宽B总是大于最佳接收机带宽1/T，因此在同样的输入条件下，实际接收机的误码率比最佳接收机的误码率大得多。 （4分）

5．设某数字基带传输系统采用的滚降特性，带宽为3.0 kHz。请计算回答：
(1)若传输信号的码元速率为3000 Bd，是否会产生码间干扰？
(2)若传输信号的信息速率为8 kbit/s，又要求不产生码间干扰，应采用何种调制方案？
答案要点：
(1) (2分)
因此，不出现ISI的 （2分）
由，，因此，会出现码间干扰。 （2分）
(2)，采用M进制传输，则
（2分）
当M=4时，即可无码间干扰。
取M=16，64，256，…4k时亦可无码间干扰。 （2分）

四、综合分析题（每题20分，共20分）
“三网融合”是现代通信技术发展的趋势，目前中国政府正在推广“三网融合”，并在部分大中城市开始试点。就你了解的“三网融合”回答以下问题：
（1）“三网融合”中的“三网”指的是哪三网？（3分）
（2）“三网融合”的好处主要有哪些？（8分）
（3）应用通信系统原理分析实现“三网融合”的关键技术和可能解决的方法。（9分）
参考答案
（1）“三网”是指电信网、计算机网和有线电视网三大网络。
（答对1项1分，答电信网、互联网和电视网也算对）
（2）“三网融合”对电信网、计算机网和有线电视网三大网络通过技术改造，能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务。好处主要有：
① 信息服务将由单一业务转向文字、话音、数据、图像、视频等多媒体综合业务。
　　② 有利于极大地减少基础建设投入，并简化网络管理，降低维护成本。
　　③ 将使网络从各自独立的专业网络向综合性网络转变，网络性能得以提升，资源利用水平进一步提高。
　　④ 三网融合是业务的整合，它不仅继承了原有的话音、数据和视频业务，而且通过网络的整合，衍生出了更加丰富的增值业务类型，如图文电视、VOIP、视频邮件和网络游戏等，极大地拓展了业务提供的范围。
⑤ 三网融合打破了电信运营商和广电运营商在视频传输领域长期的恶性竞争状态，看电视、上网、打电话资费可能打包下调。
（答对4点及以上满分）
（3）三网融合是指电信网、广播电视网、互联网在向宽带通信网、数字电视网、下一代互联网演进过程中，其技术功能趋于一致，业务范围趋于相同，网络互联互通、资源共享，能为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务。因此，从通信系统原理出发，三网融合的关键技术可从以下几方面进行分析：
① 信息传输技术
② 信息交换技术
③ 自适应调制与编码技术
④ 最佳接收技术
⑤ 多路复用和多址技术
⑥ 信息安全技术
（回答3方面以上且进行分析满分）