北京交通大學2004年通信系統原理試題

來源：時間：2007-06-06 13:36:17

北京交通大學2004年碩士研究生入學考試試卷
考試科目：405通信系統原理
注意事項：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（45分），將答案寫在答題紙上，表明對應題號和空格編號
1、通信系統的復用方式有（A）、（B）、（C）、（D）、和（E）等。
2、兩個隨機過程X(t)和Y(t)的互相關函數Rxy(τ)=5cosω0τ 4，則互協方差函數為（），交互功率值為（），互相關系數為（），兩者在τ=（）時相關性最大，在τ=（）時，兩者不相關。
3、若利用濾波器產生的單邊帶信號為SSSB(t)=20cos50t，角載頻為ω0=40rad/s，則相應雙邊帶信號SDSB(t)=（）；若利用相移法產生上邊帶，則SSSB(t)=（），此時輸入信噪比關系為（Si/Ni）SSB=（）（Si/Ni）DSB，發送信號功率關系為PSSB= ( ) PDSB，解調輸出信噪比關系為（So/No）SSB=（）（So/No）DSB。
4、在最佳接收條件下可靠性較高的數字傳輸方式，數字基帶傳輸有（）碼型，二元頻帶調制有（）和（），4元調制有（），M>4的多元調制有（）。
5、發送極窄脈沖的數字信號，速率為Rb，若理想傳輸，則信道頻響為（）形狀，帶寬等于（）Hz；滾降系數α=0.5的實際信道可以消除符號間干擾，其接收輸出信號頻譜特征為（），則帶寬為（），比理想傳輸時帶寬增加了（）。
6、茲有設計完善、正在運行的WBFM系統，調制指數為β，其接收端輸入信噪比至少為（）Db，輸出信噪比為（）以上；若發送設備人員無意中將調制信號幅度提高了一倍，則引起頻偏的變化為（），接收效果發生（）；若載波幅度減少，可能發生（）。
二、是非判斷題（20分），將你認為正確的題號寫在答題紙上
7、單位沖激信號通過希氏網絡的響應為1/（∏t）。
8、等先驗概率的雙極性不歸零二元碼序列構成的隨機過程具有平穩且遍歷的特征。
9、正弦信號以線性量化的PCM編碼，其量化信噪比取決于量化電平數，而與信號的動態范圍無關。
10、A律與μ律PCM都是基于標準語音編碼速率64Kbit/s來構成基群的，但兩者不能直接互通。
11、AMI碼有一定檢錯能力，但它是偽三電平或偽三進制碼，實際上并不便于傳輸。
12、非平穩隨機信號沒有確定的頻譜函數，因而也不存在功率譜。
13、差分碼型的碼元間具有相關性。
14、只要將傳輸信號設計為互補對稱的頻譜形狀，就可以消除碼間干擾。
15、數字信號頻帶傳輸一般在解調后進行基帶均衡。
16、凡是傳輸帶寬在2倍信號基帶帶寬以上的系統，必定比傳輸帶寬不大于2倍基帶帶寬的系統有更好的傳輸性能。
三、多重選擇（20分），從以下5組命題中僅選出你認為正確的10個“題號—選項號”寫在答題紙上，每多選一個扣4分。
17、高斯隨機信號特征
（A）高斯隨機過程若協方差函數CX(T1,T2)=0，則X1(t)與X2 (t)兩隨機變量統計獨立，相互毫無影響。
（B）兩個高斯隨機變量或隨機過程的組合認為高斯型。
（C）兩個高斯過程若聯合廣義平穩，則比等價于統計獨立。
18、信號設計特點
（A）數字傳輸系統的信號設計著眼于調制信號的先驗概率大小。
（B）M≥8的MPSK抗干擾能力不如MQAM。
（C）當M=4時的MPSK與QAM沒有本質差別。

19 數字頻帶系統特征
（A）在模擬電話線600～3000Hz頻帶利用QPSK傳輸，比特率為2.4Kbit/s。
（B）ASK可看作由雙極性不歸零序列作為調制信號的DSB傳輸方式，因此也可以采用VSB方式傳輸以壓縮帶寬。
（C）從各種誤碼率公式看，提高信噪比是提高傳輸性能的唯一舉措。
20、最佳接收系統特征
（A）二元數字信號相關接收，采用兩支路各提供發送信號樣本，以兩支路輸出“擇大判決”
（B）匹配濾波器的特征設計是針對發送信號的，但接收信號已是帶有噪聲干擾的混合波形，因此就不易達到最大信噪比輸出結果。
（C）匹配濾波器的傳遞函數為H(ω),則 | H(ω)|²等于相應發送信號的能量譜。
（D）當接收任何碼元間隔為Tb的傳輸信號S(t)時，匹配濾波器沖激相應總是處于0≤t≤Tb的時間坐標位置，毫無例外。
21、差錯控制特征
（A）給定（n,k）線性分組碼的一致監督矩陣H,其差錯控制能力也就唯一確定了。
（B）（7，4）循環碼是由其正確的生成多項式g(x)經n-1次的移位，并進行“模x7 1”運算，可得到全部15個非全0碼字。
（C）由尋找g(x)的方法，x6 1的一個因式多項式x³ 1符合要求，因此可以用x³ 1作為g(x)求得相應的（6,3）循環碼。
（D）凡是（n,k）漢明碼都是完備碼，且只能糾1位錯。
四、分析計算題（45分）
22、美、日等國采用T1系統，即μ律PCM基群，每幀定位信息1bit，每隔6幀每時隙第8bit作為用戶信令碼。試計算：
（1）每幀比特數Nf及基群每秒用于幀定位的比特數Ng；
（2）基群中的信令比特率Rsb；
（3）基群中用戶凈信息比特率Ru;
（4）以滾降系數為α=0.5的基帶信道傳輸時的基群傳輸帶寬Bch；
（5）將（4）產生的數字基帶信號再進行ASK頻帶調制，并且以滾降系數α=0.4的VSB方式傳輸時的實際帶寬BVSB。
23、設計連續相位最小頻移鍵控系統
已知條件：
·源PCM序列比特率Rb=16Kbits；
· 接收端輸入信號功率Si=1.8Mw
·輸入噪聲功率譜（雙邊）為0.5×10-8W/Hz
設計要求：
（1）設計傳號與空號載頻f1及f2 (設信道中心角載頻為ω0=2∏f0 rad/s)
（2）計算角頻偏±Δω；
（3）給出所給傳輸帶寬與信道帶寬利用率；
（4）給出接收端輸入信號表示式；
24、利用（7,4）漢明碼屬于完備碼的特點，設計（7,4）碼的全部參量，
（1）直接給出H矩陣（無需列出3個方程組）
（2）給出G矩陣
（3）給出該（7,4）碼的對偶碼（7,3）碼的相應H矩陣與G矩陣
（4）給出你所得到的（7,3）碼對應循環碼適用的生成多項式g(x)(從其G矩陣中直接找出)，并驗證該g(x)能否充當構成（7,3）循環碼的生成多項式（由它是否能整除X7 1驗算）
25、擬傳送速率為Rb=20Kbit/s的PCM編碼序列如{ak}=110011011011,可選用三種帶寬的信道：B1=10kHz，B2=20kHz ，B3=40kHz。
（1）指出各信道能支持哪些基帶和頻帶調制方式？
（2）從有效性、可靠性以及技術復雜性權衡，選擇一種你認為合適的信道帶寬中的一種較好的頻帶調制方式，并說明理由。
（3）將你選擇的傳輸方式，畫出發送框圖，并給出信號表達式。
（4）設載頻f0=RbHz,畫出源比特流{ak}到調制器（乘法器）的各單元的基帶波形，并給出乘法器之后的已調波表達式。
26、設計基帶信號最高頻率fm1=7KHz的調頻廣播系統，
設計目標與已知條件：
·由左聲道傳輸中文廣播基帶信號，右聲道傳輸相應的英譯廣播雙邊帶信號（載頻f01=18KHz），兩聲道信號相加構成調頻系統的調制信號m(t);
·寬帶調頻傳輸信道分配為100MHz～100.20MHz頻帶；
·要求在已設定的最大廣播距離內正常接收。
設計要求：
（1）給出兩聲道構成調制信號m(t)的最高頻率fm2，并畫出m(t)頻譜示意圖；
（2）若按調制信號m(t)的最高頻率fm2發送一個單音m(t)=Amcos2∏fm2t時，給出傳輸帶寬與應有的βFM和ΔfFM，并寫出相應的WBFM表示式；
（3）計算能維持正常工作時鑒頻輸出m(t)信號的最小信噪比S0/N0,并計算左聲道與右聲道各自的相干解調信噪比（S0/N0）L和（S0/N0）R
五、思考簡答（20分）
27、通信系統在哪些方面用到正交的概念，有何意義？是否只是為了提高可靠性？
28、若在規定帶寬與速率條件下，一個最優化數字系統的設計應從哪幾個方面考慮優化技術條件？
29、DPCM、ADPCM等預測編碼方式利用了什么數學原理？在什么情況下這種預測編碼具有較好效果？DPCM與ADPCM預測方式有什么明顯的不同？
30、完備碼的“完備（exhaust）”是什么含義？它可以為構成（n,k）分組碼帶來什么方便或完備碼有什么特定價值？
31、學完通信系統原理后，縱觀全書各章節，你最大的收獲是什么？列出幾條簡單體會（希望具體、切題）。

結束

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