北京交通大學(xué)2003年通信系統(tǒng)原理試題

來源：時間：2007-06-06 13:36:11

北方交通大學(xué)2003年碩士研究生入學(xué)考試試卷
考試科目：通信系統(tǒng)原理
注意事項(xiàng)：答案一律寫在答題紙上，寫在試卷上的不予裝訂和評分。

一．填空（30分），將答案寫在答題紙上，表明對應(yīng)題號：
1．調(diào)制的作用包括（），（）和（）。
2．線性調(diào)制系統(tǒng)的相干解調(diào)是從接收信號（）分量中提取原信號，而寬帶角度調(diào)制系統(tǒng)解調(diào)是從（）中提取原信號。
3．實(shí)際信道帶寬為Bch=10kHz，信道帶寬利用率η=0.75bit/sHz，進(jìn)行2ASK信號的殘留邊帶（VSB）傳輸。相應(yīng)的理想單邊帶SSB帶寬B=()，實(shí)際傳輸速率Rb=（），信道滾降系數(shù)α=（）。
4．AMI碼型的規(guī)則為（），其優(yōu)點(diǎn)是（）和（）等。
5．Nyquist準(zhǔn)則實(shí)現(xiàn)抽樣值特征為（）的充要條件是接收端濾波器的信號響應(yīng)頻譜特征為（），且接收抽樣信號的頻譜特征是（）。
6．請給出各種數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的各發(fā)送符號（波形）間的相關(guān)系數(shù)ρ

系統(tǒng) ASK FSK MSK PSK DPSK QPSK QAM 4FSK 8FSK 16PSK
ρ

二．認(rèn)知（40分），在以下十組命題中，各選出一個正確的答案，將對應(yīng)的題號寫在答題紙上:
1.
( a ).隨機(jī)信號與確知信號可能有完全相同的功率譜。
( b ).既然是隨機(jī)信號，其功率譜不可能與任何確知信號相同。
2.( a ).WSa((Wt)/2)的頻譜為rect(ω/w)。
( b ).A rect(ω/w)·cosω0t的希氏變換頻譜為0.5A j[Sa(0.5(ω ω0)t)—Sa(0.5(ω ω0)t)]。
3. ( a ).高斯白噪聲通過調(diào)制器后不再平穩(wěn)，因此任何載波系統(tǒng)介入的所謂“加性高斯白噪聲”是相當(dāng)近似的。
( b ).在電子通信系統(tǒng)中，任何頻帶內(nèi)均會介入均勻功率譜的白噪聲。

4. ( a ).QAM實(shí)際上是雙比特信號正交復(fù)用傳輸形式。
( b ).QPSK是以互為正交的4個等幅載波表示4個源符號，因此確切地說它與QAM不等效

5. ( a ).DPSK采用差分碼，利用了碼元之間相關(guān)性，因此不會連續(xù)出現(xiàn)兩個錯碼。
( b ).DPSK正是利用了差分碼的特點(diǎn)，才能在相干載波與接收信號相差180度時進(jìn)行正確判決
6. ( a ).任何兩個隨機(jī)變量不相關(guān)不等價于統(tǒng)計(jì)獨(dú)立。
( b ).兩隨機(jī)變量不相關(guān)，可能正交。
( c ).兩隨機(jī)變量不統(tǒng)計(jì)獨(dú)立，必然相關(guān)。

7. ( a ).在相同調(diào)制信號f (t)和信道噪聲條件下，DSB與SSB具有相同的抗噪聲性能。
( b ).在 DSB與SSB具有相同解調(diào)信噪比時，SSB信號比DSB信號所用的發(fā)送功率小
( c ). 在相同調(diào)制信號f (t)和信道噪聲條件下，DSB比SSB的輸出信噪比小。

8. ( a ).A律與u律PCM都是針對語音特性的標(biāo)準(zhǔn)，因此僅適用于語音數(shù)字通信。
( b ).語音DPCM與PCM在性能相近時，可節(jié)省一位碼。
( c ).ADPCM是通過對相鄰樣本間的差值代數(shù)和進(jìn)行編碼來實(shí)現(xiàn)壓縮。

9. ( a ).基帶數(shù)字信號功率譜只決定于1，0碼的出現(xiàn)概率，傳輸速率和波形。
( b ). 基帶數(shù)字信號功率譜的收斂性取決于碼型。
( c ). 基帶數(shù)字信號功率譜主瓣（第一個過零點(diǎn)）只決定于速率Rb。

10. ( a ).AMI碼實(shí)際上是可糾1位錯的糾錯碼。
( b ).重復(fù)碼，奇偶校驗(yàn)碼都屬于簡單的線性分組碼。
( c ). 奇偶校驗(yàn)碼結(jié)構(gòu)不符合（n,k）分組碼標(biāo)準(zhǔn)，不能算作線性分組碼。

三．計(jì)算題（60分）
1．已知均值為正數(shù)的高斯隨機(jī)過程X(t),自相關(guān)函數(shù)Rx(τ)=4 e(-|τ|)cosω0τ，經(jīng)過一個特性為Y=2X 5的系統(tǒng)，其輸出為Y(t)。試求：
（a）X(t)的均值mx(t)
(b) X(t)的協(xié)方差函數(shù)Cx(τ)
(c) X(t)的協(xié)方差最大值
(d) X(t)的自相關(guān)系數(shù)ρx(τ)
(e) 給出X(t)的一維概率密度函數(shù)pdf
(f) 求出Y(t)的一維pdf
2．動態(tài)范圍為20v，有效值為8v的模擬信號X(t),擬利用線性PCM編碼傳輸，量化精度要求為±0.05v。試計(jì)算：
（a）PCM的編碼位數(shù)k
(b)量化信噪比
(c)若抽樣速率fs增倍，而傳輸速率Rb只增加50%，計(jì)算此時編碼位數(shù)k與量化信噪比。
3.最小頻移鍵控MSK系統(tǒng)，設(shè)載頻為f0 ，傳輸比特率Rb=64kb/s,t=0時的載波初相
θ（0）=0。
（a）給出MSK兩個載頻f1和f2的取值；
（b）給出2Δf, Δf,頻偏指數(shù)h及傳輸帶寬；
（c）寫出MSK一般表示式（包含本題有關(guān)參量數(shù)值）
（d）在相關(guān)樹形圖中，標(biāo)出源碼{ak}=(10011100101...)的MSK載波相位路徑。
3．已知多項(xiàng)式分解為X7 1=(X-1)( X³ X 1)(X³ X² 1)，若源信息碼數(shù)字為m=101,試編出其（7，3）循環(huán)碼多項(xiàng)式。
（a）給出編碼的計(jì)算過程;
(b) 若接收碼組多項(xiàng)式為R(x)=X5 X² 1，試檢驗(yàn)有無錯誤？如果確定該接收碼組有1位錯誤，且在碼字的后4位中，你如何糾錯？寫出計(jì)算過程。

四．應(yīng)用（20分）
1．傳輸音樂信號的FM系統(tǒng)，調(diào)頻靈敏度已由終端設(shè)計(jì)確定為KFM,并已分配信道帶寬BFM，
（a）若在發(fā)送信號時，隨意變動調(diào)制信號f(t)的幅度，其結(jié)果如何？
(b) 若f(t)幅度不變，其頻率fm變化，結(jié)果影響如何？
（c）由于f(t)為多音信號，各頻率分量解調(diào)輸出性能有何不同？利用什么技術(shù)加以改善
2．簡述現(xiàn)代通信可靠性技術(shù)（至少列出五種獨(dú)立技術(shù)）（限50字）。
3．列出你學(xué)習(xí)過的五門專業(yè)課的中英文名稱，并簡述其中三門重點(diǎn)課的主要內(nèi)容（限150字）。

《通信系統(tǒng)原理》復(fù)習(xí)大綱
教材：《通信系統(tǒng)原理》，馮玉珉，清華大學(xué)出版社，北方交通大學(xué)出版社，2003年8月。
參考書：《通信系統(tǒng)原理學(xué)習(xí)指南》，馮玉珉，清華大學(xué)出版社，北方交通大學(xué)出版社，2004年5月。
主要內(nèi)容：
第一章通信系統(tǒng)概述
一通信系統(tǒng)的組成：基本概念、框圖
二通信系統(tǒng)的質(zhì)量指標(biāo)：有效性、可靠性
三通信信道：分類、常用信道特征
第二章信號與噪聲分析
一隨機(jī)變量：統(tǒng)計(jì)特性和數(shù)字特性
二隨機(jī)過程：隨機(jī)過程的概念、統(tǒng)計(jì)特性、數(shù)字特征；平穩(wěn)隨機(jī)過程的概念、數(shù)字特征、各態(tài)歷經(jīng)性、功率譜；隨機(jī)過程通過線性系統(tǒng)的傳輸特性
三噪聲分析：高斯噪聲、白噪聲、高斯白噪聲、窄帶高斯噪聲、余弦信號加窄帶高斯噪聲
第三章模擬調(diào)制系統(tǒng)
一線性調(diào)制系統(tǒng)：雙邊帶、單邊帶調(diào)制信號的時、頻域表達(dá)式、系統(tǒng)框圖、功率和帶寬計(jì)算、相干解調(diào)及噪聲性能分析、信噪比增益比較、希氏變換
二非線性調(diào)制系統(tǒng)：角度調(diào)制的概念及一般表達(dá)式、單音調(diào)角、FM信號的頻譜特征、有關(guān)參數(shù)的分析、非相干解調(diào)及噪聲性能分析、FM門限效應(yīng)
第四章模擬信號數(shù)字化
一線性PCM概念：取樣定理、PCM編碼，解碼定理、基本參數(shù)
二量化噪聲分析：量化噪聲功率、量化信噪比計(jì)算
三線性PCM系統(tǒng)中的誤碼噪聲：信道噪聲和量化噪聲對信噪比的影響
四對數(shù)壓擴(kuò)PCM：A律13折線PCM編解碼方法
五多路復(fù)用和傳碼率：多路復(fù)用的概念、各種情況傳碼率計(jì)算方法
六 DPCM：預(yù)測編碼基本概念、DPCM系統(tǒng)分析
七增量調(diào)制：實(shí)現(xiàn)方法、不過載條件、量化信噪比分析、傳碼率計(jì)算
第五章數(shù)字信號基帶傳輸
一數(shù)字基帶信號碼型：常見碼型及其特點(diǎn)
二數(shù)字基帶信號功率譜：功率譜特征、帶寬的取決條件
三基帶傳輸系統(tǒng)組成及符號間干擾：符號間干擾的概念、產(chǎn)生的原因、對通信質(zhì)量的影響
四基帶數(shù)字信號的波形形成和Nyquist準(zhǔn)則：形成無符號間干擾的基帶波形的條件、Nyquist第一準(zhǔn)則；互補(bǔ)滾降特性、升余弦頻譜的特點(diǎn)；奈氏帶寬、奈氏間隔、傳輸速率、傳輸帶寬的計(jì)算
五基帶傳輸?shù)恼`碼率分析：錯碼的種類、誤碼率的分析計(jì)算、最佳判決門限及其確定條件
六部分響應(yīng)系統(tǒng)（相關(guān)電平編碼，奈氏第二準(zhǔn)則）：第一類部分響應(yīng)系統(tǒng)俄實(shí)現(xiàn)原理、系統(tǒng)框圖、編碼和判決方法
七信道均衡：均衡的概念、抽頭延遲線(橫向?yàn)V波器)實(shí)現(xiàn)均衡的基本原理（概念）
第六章數(shù)字信號的頻帶傳輸
一二元數(shù)字調(diào)制：信號的時域表達(dá)式、波形和功率譜特點(diǎn)、發(fā)送和接收原理、系統(tǒng)框圖、誤碼率分析、頻帶利用率的分析
二四元數(shù)字調(diào)制：信號的時域表達(dá)式、波形和功率譜特點(diǎn)、發(fā)送和接收原理、系統(tǒng)框圖、頻帶利用率的分析
三多元數(shù)字調(diào)制：系統(tǒng)框圖、頻帶利用率的分析
第七章擴(kuò)頻通信
一擴(kuò)頻通信的基本原理（直接序列擴(kuò)頻和跳頻的機(jī)理及性能評價）
第八章數(shù)字信號的最佳接收
一最佳接收準(zhǔn)則：最大輸出信噪比準(zhǔn)則、最小均方誤差準(zhǔn)則、最大后驗(yàn)概率（最大似然）準(zhǔn)則
二利用匹配濾波器的最佳接收：匹配濾波器的概念、傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)、輸出信號波形、匹配濾波器的實(shí)現(xiàn)、特點(diǎn)
三相關(guān)法最佳接收：匹配濾波器接收與相關(guān)法接收的原理及相互等效性
四最佳接收誤碼率分析：最佳接收的ASK、PSK、FSK、CPFSK和MSK信號誤碼率分析
第九章信道編碼
一正交編碼的基本概念
二信道編碼定理、差錯控制基本原理：簡單的差錯控制編碼種類、編碼特點(diǎn)和糾錯能力、錯誤概率的計(jì)算、漢明距離、漢明距離與糾錯能力的關(guān)系——差錯控制定理
三線性分組碼：線性分組碼(n,k)碼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與編碼原理、監(jiān)督方程組、一致監(jiān)督（校驗(yàn)）矩陣、生成矩陣、糾檢錯能力、伴隨式解碼、漢明碼、完備碼
四循環(huán)碼：碼多項(xiàng)式、生成矩陣、循環(huán)碼、對偶碼、縮短碼、生成多項(xiàng)式、循環(huán)碼的解碼和伴隨式的計(jì)算
五卷積碼：卷積碼概念、簡單卷積碼的數(shù)學(xué)描述和圖形表示法（狀態(tài)圖和網(wǎng)格圖）

基本題型：填空、判斷、選擇、分析計(jì)算、簡答

結(jié)束

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