2011碩士入學考試大綱(通信與信息系統(tǒng)).doc

目錄I 考查目標2II 考試形式和試卷結構2III 考查內容2IV. 題型示例及參考答案4全國碩士研究生入學統(tǒng)一考試通信與信息系統(tǒng)碩士專業(yè)學位“通信系統(tǒng)原理”考試大綱I 考查目標全國碩士研究生入學統(tǒng)一考試通信與信息系統(tǒng)專業(yè)學位通信系統(tǒng)原理考試是為高等院校和科研院所招收通信與信息系統(tǒng)碩士生而設置的具有選拔性質的考試科目。其目的是科學、公平、有效地測試考生是否具備攻讀通信與信息系統(tǒng)專業(yè)碩士所必須的基本素質、一般能力和培養(yǎng)潛能，以便選拔具有發(fā)展?jié)摿Φ膬?yōu)秀人才入學，為國家的經(jīng)濟建設培養(yǎng)具有良好職業(yè)道德、法制觀念和國際視野、具有較強分析與解決實際問題能力的高層次、應用型、復合型的通信專業(yè)人才?？荚囈笫菧y試考生掌握通信系統(tǒng)組成模塊及各模塊功能、影響通信系統(tǒng)性能的基本因素及解決方法、通信系統(tǒng)性能的基本分析方法。具體來說。要求考生：1 掌握通信系統(tǒng)組成、各組成模塊的基本功能。2 掌握通信信號在通信系統(tǒng)中的處理過程。3 掌握基本的概率論及隨機過程知識。4 掌握基本的信號處理知識。5 具有運用數(shù)學方法分析通信系統(tǒng)性能的基本能力。6 掌握制約通信系統(tǒng)性能的各因素。7 掌握改善系統(tǒng)性能的基本方法。II 考試形式和試卷結構一、 試卷滿分及考試時間試卷滿分為150分，考試時間180分鐘。二、 答題方式答題方式為閉卷、筆試。允許使用計算器（僅僅具備四則運算和開方運算功能的計算器），但不得使用帶有公式和文本存儲功能的計算器。三、 試卷內容與題型結構總分150分，有以下兩種題型：簡答題 810題，共70分計算分析題 812題，共80分III 考查內容1 通信的基本概念。2 通信系統(tǒng)的組成。3 通信系統(tǒng)分類與通信方式。4 信息及其度量。5 通信系統(tǒng)主要性能指標。6 確知信號的類型。7 確知信號的頻域性質。8 確知信號的時域性質。9 隨機過程的基本概念。10 平穩(wěn)隨機過程。11 高斯隨機過程。12 平穩(wěn)隨機過程通過線性系統(tǒng)。13 窄帶隨機過程。14 正弦波加窄帶高斯噪聲。15 高斯白噪聲和帶限白噪聲。16 信道分類。17 信道的數(shù)學模型。18 信道特性對信號傳輸?shù)挠绊憽?9 信道中的噪聲。20 信道容量。21 幅度調制(線性調制)的原理。22 線性調制系統(tǒng)的抗噪聲性能。23 非線性調制(角度調制)原理。24 各種模擬調制系統(tǒng)的比較。25 頻分復用和調頻立體聲。26 數(shù)字基帶信號及其頻譜特性。27 基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型。28 數(shù)字基帶信號傳輸與碼間串擾。29 無碼間串擾的基帶傳輸特性。30 基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能。31 部分響應和時域均衡。32 數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)。33 二進制數(shù)字調制原理。34 二進制數(shù)字調制系統(tǒng)的抗噪聲性能。35 二進制數(shù)字調制系統(tǒng)的性能比較。36 多進制數(shù)字調制原理。37 正交振幅調制。38 最小頻移鍵控和高斯最小頻移鍵控。39 正交頻分復用。40 模擬信號的抽樣。41 模擬脈沖調制。42 抽樣信號的量化。43 脈沖編碼調制。44 時分復用。45 數(shù)字信號的統(tǒng)計特性。46 數(shù)字信號的最佳接收。47 確知數(shù)字信號的最佳接收機。48 確知數(shù)字信號最佳接收的誤碼率。49 實際接收機和最佳接收機的性能比較。50 數(shù)字信號的匹配濾波接收法。51 最佳基帶傳輸系統(tǒng)。52 糾錯編碼的基本原理。53 糾錯編碼的性能。54 線性分組碼。55 循環(huán)碼。56 卷積碼。57 正交編碼的概念。58 偽隨機序列（主要考察m序列）。59 擴展頻譜通信的概念。60 偽隨機序列的其他應用。IV. 題型示例及參考答案全國碩士研究生入學統(tǒng)一考試通信與信息系統(tǒng)碩士專業(yè)學位通信系統(tǒng)原理試題一、簡答題（70分）1、（6分）衡量模擬通信系統(tǒng)可靠性和有效性的性能指標有哪些？衡量數(shù)字通信系統(tǒng)可靠性和有效性的性能指標有哪些？2、（4分）設某信號可表示為，試問它是功率信號還是能量信號？并說明其功率譜密度或者能量譜密度的單位是什么？ 3、（8分） 隨機過程的數(shù)字特征主要有哪些？ 窄帶高斯過程的包絡和相位分別服從什么概率分布？ 4、（12分）何謂恒參信道？何謂隨參信道？它們分別對信號傳輸有哪些主要影響？；5、（8分）AM信號的波形和頻譜有哪些特點？與未調制載波的功率相比，AM信號在調制過程中功率增加了多少？6、（10分）什么是碼間串擾？它的產生原因是什么？對通信質量有什么影響？為了消除碼間串擾，基帶傳輸系統(tǒng)的傳輸函數(shù)應滿足什么條件？其相應的沖激響應應具有什么特點？7、（10分）2ASK信號傳輸帶寬與波特率或基帶信號的帶寬有什么關系？試比較2ASK系統(tǒng)、2FSK系統(tǒng)、2PSK系統(tǒng)與2DPSK系統(tǒng)的抗噪聲性能；采用QPSK調制傳輸4800bps的數(shù)據(jù)最小理論帶寬是多少？若傳輸帶寬不變，而比特率加倍，則調制方式應作何改變？8、（12分）試說明抽樣時產生頻譜混疊的原因；對電話信號進行非均勻量化有什么優(yōu)點？何謂信號量噪比？它有無辦法消除？二、計算分析題（80分）1、（6分）已知某信號的雙邊功率譜密度為試求其平均功率。2、（6分）設隨機過程，若與是彼此獨立且均值為0、方差為的高斯隨機變量，試求：、；的一維概率密度函數(shù)；3、（8分）一個均值為，自相關函數(shù)為，功率譜為的平穩(wěn)隨機過程通過一個線性系統(tǒng)后的輸出過程為： （T為延遲時間），試求的自相關函數(shù)和功率譜密度。4、（6分）設一幅黑白數(shù)字相片有400萬個像素，每個像素有16個等概率出現(xiàn)的亮度等級。若用3KHz帶寬的信道傳輸它，且信號噪聲功率比等于10dB，試問需要傳輸多少時間？（注：）5、（6分）已知調制信號，載波為，進行抑制載波上邊帶單邊帶調制，試確定該單邊帶信號的表示式。6、（6分）已知某單頻調頻波的振幅是10V，瞬時頻率為，單位：Hz試求：此調頻波的表達式；若調制信號頻率提高到，則調頻波的頻偏、調頻指數(shù)和頻帶寬度分別為多少？7、（6分）已知信息代碼為1011 0000 0000 0101，試確定相應的AMI碼及HDB3碼。8、（8分）某二進制基帶系統(tǒng)總的傳輸特性試證明其單位沖激響應為；說明用波特速率傳遞數(shù)據(jù)時，抽樣時刻上是否存在碼間串擾？9、（6分）設某2PSK傳輸系統(tǒng)的碼元速率為1200B，載波頻率為2400Hz，發(fā)送數(shù)字信息為0100110（設數(shù)字“1”對應0相位，數(shù)字“0”對應相位，參考載波為正弦）畫出2PSK已調波的時間波形； 畫出2PSK解調器原理框圖。10、（8分）已知模擬信號抽樣值的概率密度函數(shù)如圖1所示，若按4電平進行均勻量化，試計算信號量化噪聲功率比。圖111、（8分）采用13折線A律編碼，設最小的量化間隔為1個量化單位，已知抽樣脈沖值為-95量化單位試求此時編碼器的輸出碼組，并計算量化誤差；試寫出對應于該7位碼（不包括極性碼）的均勻量化11位碼。12、（6分）對10路帶寬均為300Hz3400Hz的模擬信號進行PCM時分復用傳輸。設抽樣速率為8000Hz，抽樣后進行8級量化，并編為自然二進制碼，碼元波形是占空比為1的矩形脈沖。試求傳輸此時分復用PCM信號所需的帶寬。參考答案一、簡答題（70分）1、答：模擬通信系統(tǒng)可靠性一般用接收機輸出信噪比來度量，有效性一般用有效傳輸頻帶來度量；數(shù)字通信系統(tǒng)可靠性一般用誤碼率或者誤比特率來表示，有效性一般用碼元速率、信息速率或者頻帶利用率加以表示。2、答：該信號是功率信號，其功率譜密度的單位是。 3、答：隨機過程的數(shù)字特征主要有：數(shù)學期望、方差、自相關函數(shù)等；窄帶高斯過程的包絡服從瑞利分布，相位服從均勻分布。4、答：信道特性不隨時間發(fā)生變化，或者變化極慢，我們稱為恒參信道；信道特性隨時間變化的稱為隨參信道；恒參信道對傳輸信號的影響，主要體現(xiàn)在信道的幅頻特性、相頻特性的不良好；隨參信道對傳輸信號的影響，主要體現(xiàn)在信道的傳輸衰減時變；信道的傳輸時延時變；多徑傳播效應；5、答： AM信號的波形特征是已調波包絡表示了低頻調制信號的波形變化，AM信號的頻譜特征是頻譜結構由載頻以及上下邊帶分量組成。與未調制載波的功率相比，AM信號在調制過程中功率增加了2/3。6、答：所謂碼間串擾，是由于系統(tǒng)總的傳輸特性不理想，導致前后碼元的波形畸變、展寬，并使前面波形出現(xiàn)很長的拖尾，蔓延到當前碼元的抽樣時刻，從而對當前碼元的判決造成干擾。其形成原因主要是信道的帶限作用，導致窄脈沖序列經(jīng)過信道后出現(xiàn)波形展寬。其影響主要是增加了通信接收的誤碼。為了消除碼間串擾，基帶傳輸系統(tǒng)的傳輸函數(shù)應滿足，時域沖激響應滿足7、答：在矩形包絡條件下，：2ASK信號單邊帶寬等于2倍波特率或基帶信號的單邊帶寬；在同等解調方式下，2PSK系統(tǒng)抗噪聲性能最優(yōu)，2DPSK系統(tǒng)次之，2FSK系統(tǒng)再次，2ASK系統(tǒng)最劣；最小理論帶寬2400Hz，調制方式應改變?yōu)?6進制調制。8、答：若抽樣速率低于納奎斯特速率，抽樣信號頻譜中相鄰頻譜健將發(fā)生混疊，主要原因是抽樣頻率不夠高；對于電話信號，由于小幅度信號出現(xiàn)概率較大，采用非均勻量化，可以減小量化誤差；將信號功率與量化噪聲功率之比定義為信號量噪比，通過增加量化位數(shù)或者采用非均勻間隔量化，都可以減小信號量噪比。二、計算分析題（80分）1、答：該信號平均功率為2、答： 3、答：自相關函數(shù)計算如下功率譜密度計算如下4、答：該信道的信道容量為 ：信源總的待發(fā)送信息量：總的傳輸時間為 ：5、答：該單邊帶信號的表示式：6、答： 瞬時頻率：瞬時相位：調頻波表達式： 若調制信號頻率提高到調頻波的頻偏：調頻波的調頻指數(shù)：調頻波的頻帶寬度：7、答：AMI碼： +1 0 -1 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 +1HDB3碼：+1 0 -1 +1 0 0 0 +V -B 0 0 -V 0 +1 0 -18、答： 因為 且 所以 ，所以用波特速率傳遞數(shù)據(jù)時，抽樣時刻上不存在碼間串擾。9、答：畫出2PSK已調波的時間波形畫出2PSK解調器原理框圖10、答：由題意，量化間隔：；量化區(qū)間終點依次為：-1、-0.5、0、0.5、1；量化電平值為：-0.75、-0.25、0.25、0.75；量化噪聲功率為信號功率為所以，量化噪聲功率比為11、答：極性碼： -950 c1=0 段落碼：9532 c3=1 9564 c4=1由此可知抽樣值位于第4