北京交通大学2003年通信系统原理试题

来源：时间：2007-06-06 13:36:11

北方交通大学2003年硕士研究生入学考试试卷
考试科目：通信系统原理
注意事项：答案一律写在答题纸上，写在试卷上的不予装订和评分。

一．填空（30分），将答案写在答题纸上，表明对应题号：
1．调制的作用包括（），（）和（）。
2．线性调制系统的相干解调是从接收信号（）分量中提取原信号，而宽带角度调制系统解调是从（）中提取原信号。
3．实际信道带宽为Bch=10kHz，信道带宽利用率η=0.75bit/sHz，进行2ASK信号的残留边带（VSB）传输。相应的理想单边带SSB带宽B=()，实际传输速率Rb=（），信道滚降系数α=（）。
4．AMI码型的规则为（），其优点是（）和（）等。
5．Nyquist准则实现抽样值特征为（）的充要条件是接收端滤波器的信号响应频谱特征为（），且接收抽样信号的频谱特征是（）。
6．请给出各种数字调制系统的各发送符号（波形）间的相关系数ρ

系统 ASK FSK MSK PSK DPSK QPSK QAM 4FSK 8FSK 16PSK
ρ

二．认知（40分），在以下十组命题中，各选出一个正确的答案，将对应的题号写在答题纸上:
1.
( a ).随机信号与确知信号可能有完全相同的功率谱。
( b ).既然是随机信号，其功率谱不可能与任何确知信号相同。
2.( a ).WSa((Wt)/2)的频谱为rect(ω/w)。
( b ).A rect(ω/w)·cosω0t的希氏变换频谱为0.5A j[Sa(0.5(ω ω0)t)—Sa(0.5(ω ω0)t)]。
3. ( a ).高斯白噪声通过调制器后不再平稳，因此任何载波系统介入的所谓“加性高斯白噪声”是相当近似的。
( b ).在电子通信系统中，任何频带内均会介入均匀功率谱的白噪声。

4. ( a ).QAM实际上是双比特信号正交复用传输形式。
( b ).QPSK是以互为正交的4个等幅载波表示4个源符号，因此确切地说它与QAM不等效

5. ( a ).DPSK采用差分码，利用了码元之间相关性，因此不会连续出现两个错码。
( b ).DPSK正是利用了差分码的特点，才能在相干载波与接收信号相差180度时进行正确判决
6. ( a ).任何两个随机变量不相关不等价于统计独立。
( b ).两随机变量不相关，可能正交。
( c ).两随机变量不统计独立，必然相关。

7. ( a ).在相同调制信号f (t)和信道噪声条件下，DSB与SSB具有相同的抗噪声性能。
( b ).在 DSB与SSB具有相同解调信噪比时，SSB信号比DSB信号所用的发送功率小
( c ). 在相同调制信号f (t)和信道噪声条件下，DSB比SSB的输出信噪比小。

8. ( a ).A律与u律PCM都是针对语音特性的标准，因此仅适用于语音数字通信。
( b ).语音DPCM与PCM在性能相近时，可节省一位码。
( c ).ADPCM是通过对相邻样本间的差值代数和进行编码来实现压缩。

9. ( a ).基带数字信号功率谱只决定于1，0码的出现概率，传输速率和波形。
( b ). 基带数字信号功率谱的收敛性取决于码型。
( c ). 基带数字信号功率谱主瓣（第一个过零点）只决定于速率Rb。

10. ( a ).AMI码实际上是可纠1位错的纠错码。
( b ).重复码，奇偶校验码都属于简单的线性分组码。
( c ). 奇偶校验码结构不符合（n,k）分组码标准，不能算作线性分组码。

三．计算题（60分）
1．已知均值为正数的高斯随机过程X(t),自相关函数Rx(τ)=4 e(-|τ|)cosω0τ，经过一个特性为Y=2X 5的系统，其输出为Y(t)。试求：
（a）X(t)的均值mx(t)
(b) X(t)的协方差函数Cx(τ)
(c) X(t)的协方差最大值
(d) X(t)的自相关系数ρx(τ)
(e) 给出X(t)的一维概率密度函数pdf
(f) 求出Y(t)的一维pdf
2．动态范围为20v，有效值为8v的模拟信号X(t),拟利用线性PCM编码传输，量化精度要求为±0.05v。试计算：
（a）PCM的编码位数k
(b)量化信噪比
(c)若抽样速率fs增倍，而传输速率Rb只增加50%，计算此时编码位数k与量化信噪比。
3.最小频移键控MSK系统，设载频为f0 ，传输比特率Rb=64kb/s,t=0时的载波初相
θ（0）=0。
（a）给出MSK两个载频f1和f2的取值；
（b）给出2Δf, Δf,频偏指数h及传输带宽；
（c）写出MSK一般表示式（包含本题有关参量数值）
（d）在相关树形图中，标出源码{ak}=(10011100101...)的MSK载波相位路径。
3．已知多项式分解为X7 1=(X-1)( X³ X 1)(X³ X² 1)，若源信息码数字为m=101,试编出其（7，3）循环码多项式。
（a）给出编码的计算过程;
(b) 若接收码组多项式为R(x)=X5 X² 1，试检验有无错误？如果确定该接收码组有1位错误，且在码字的后4位中，你如何纠错？写出计算过程。

四．应用（20分）
1．传输音乐信号的FM系统，调频灵敏度已由终端设计确定为KFM,并已分配信道带宽BFM，
（a）若在发送信号时，随意变动调制信号f(t)的幅度，其结果如何？
(b) 若f(t)幅度不变，其频率fm变化，结果影响如何？
（c）由于f(t)为多音信号，各频率分量解调输出性能有何不同？利用什么技术加以改善
2．简述现代通信可靠性技术（至少列出五种独立技术）（限50字）。
3．列出你学习过的五门专业课的中英文名称，并简述其中三门重点课的主要内容（限150字）。

《通信系统原理》复习大纲
教材：《通信系统原理》，冯玉珉，清华大学出版社，北方交通大学出版社，2003年8月。
参考书：《通信系统原理学习指南》，冯玉珉，清华大学出版社，北方交通大学出版社，2004年5月。
主要内容：
第一章通信系统概述
一通信系统的组成：基本概念、框图
二通信系统的质量指标：有效性、可靠性
三通信信道：分类、常用信道特征
第二章信号与噪声分析
一随机变量：统计特性和数字特性
二随机过程：随机过程的概念、统计特性、数字特征；平稳随机过程的概念、数字特征、各态历经性、功率谱；随机过程通过线性系统的传输特性
三噪声分析：高斯噪声、白噪声、高斯白噪声、窄带高斯噪声、余弦信号加窄带高斯噪声
第三章模拟调制系统
一线性调制系统：双边带、单边带调制信号的时、频域表达式、系统框图、功率和带宽计算、相干解调及噪声性能分析、信噪比增益比较、希氏变换
二非线性调制系统：角度调制的概念及一般表达式、单音调角、FM信号的频谱特征、有关参数的分析、非相干解调及噪声性能分析、FM门限效应
第四章模拟信号数字化
一线性PCM概念：取样定理、PCM编码，解码定理、基本参数
二量化噪声分析：量化噪声功率、量化信噪比计算
三线性PCM系统中的误码噪声：信道噪声和量化噪声对信噪比的影响
四对数压扩PCM：A律13折线PCM编解码方法
五多路复用和传码率：多路复用的概念、各种情况传码率计算方法
六 DPCM：预测编码基本概念、DPCM系统分析
七增量调制：实现方法、不过载条件、量化信噪比分析、传码率计算
第五章数字信号基带传输
一数字基带信号码型：常见码型及其特点
二数字基带信号功率谱：功率谱特征、带宽的取决条件
三基带传输系统组成及符号间干扰：符号间干扰的概念、产生的原因、对通信质量的影响
四基带数字信号的波形形成和Nyquist准则：形成无符号间干扰的基带波形的条件、Nyquist第一准则；互补滚降特性、升余弦频谱的特点；奈氏带宽、奈氏间隔、传输速率、传输带宽的计算
五基带传输的误码率分析：错码的种类、误码率的分析计算、最佳判决门限及其确定条件
六部分响应系统（相关电平编码，奈氏第二准则）：第一类部分响应系统俄实现原理、系统框图、编码和判决方法
七信道均衡：均衡的概念、抽头延迟线(横向滤波器)实现均衡的基本原理（概念）
第六章数字信号的频带传输
一二元数字调制：信号的时域表达式、波形和功率谱特点、发送和接收原理、系统框图、误码率分析、频带利用率的分析
二四元数字调制：信号的时域表达式、波形和功率谱特点、发送和接收原理、系统框图、频带利用率的分析
三多元数字调制：系统框图、频带利用率的分析
第七章扩频通信
一扩频通信的基本原理（直接序列扩频和跳频的机理及性能评价）
第八章数字信号的最佳接收
一最佳接收准则：最大输出信噪比准则、最小均方误差准则、最大后验概率（最大似然）准则
二利用匹配滤波器的最佳接收：匹配滤波器的概念、传递函数设计、输出信号波形、匹配滤波器的实现、特点
三相关法最佳接收：匹配滤波器接收与相关法接收的原理及相互等效性
四最佳接收误码率分析：最佳接收的ASK、PSK、FSK、CPFSK和MSK信号误码率分析
第九章信道编码
一正交编码的基本概念
二信道编码定理、差错控制基本原理：简单的差错控制编码种类、编码特点和纠错能力、错误概率的计算、汉明距离、汉明距离与纠错能力的关系——差错控制定理
三线性分组码：线性分组码(n,k)码的结构特点与编码原理、监督方程组、一致监督（校验）矩阵、生成矩阵、纠检错能力、伴随式解码、汉明码、完备码
四循环码：码多项式、生成矩阵、循环码、对偶码、缩短码、生成多项式、循环码的解码和伴随式的计算
五卷积码：卷积码概念、简单卷积码的数学描述和图形表示法（状态图和网格图）

基本题型：填空、判断、选择、分析计算、简答

结束

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