通信原理期末考試試題及答案.pdf

通信原理期末考試試題及答案 一 填空題 總分24 共 12 小題 每空1 分 1 數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性用傳輸頻帶利用率衡量 可靠性用差錯率衡量 2 模擬信號是指信號的參量可連續(xù) 取值的信號 數(shù)字信號是指信號的參量可離散 取值的信號 3 廣義平均隨機過程的數(shù)學(xué)期望 方差與時間 無關(guān) 自相關(guān)函數(shù)只與時間間隔 有關(guān) 4 一個均值為零方差為 2 n 的窄帶平穩(wěn)高斯過程 其包絡(luò)的一維分布服從瑞利 分布 相位的一維分布服從均勻 分布 5 當(dāng)無信號時 加性噪聲是否存在 是乘性噪聲是否存在 否 6 信道容量是指 信道傳輸信息的速率的最大值 香農(nóng)公式可表示為 1 log 2 N S BC 7 設(shè)調(diào)制信號為f t 載波為t c cos 則抑制載波雙邊帶調(diào)幅信號的時域表達式為ttf c cos 頻域表 達式為 2 1 cc FF 8 對最高頻率為fH的調(diào)制信號 m t 分別進行 AM DSB SSB 調(diào)制 相應(yīng)已調(diào)信號的帶寬分別為2fH 2fH fH 9 設(shè)系統(tǒng)帶寬為W 則該系統(tǒng)無碼間干擾時最高傳碼率為2W 波特 10 PSK 是用碼元載波的 相位 來傳輸信息 DSP 是用前后碼元載波的相位差來傳輸信息 它可克服PSK 的相 位模糊缺點 11 在數(shù)字通信中 產(chǎn)生誤碼的因素有兩個 一是由傳輸特性不良引起的碼間串?dāng)_ 二是傳輸中疊加的加性 噪聲 12 非均勻量化的對數(shù)壓縮特性采用折線近似時 A 律對數(shù)壓縮特性采用13 折線近似 律對數(shù)壓縮特性采 用 15 折線近似 二 簡答題 總分18 共 4 小題 1 隨參信道傳輸媒質(zhì)的特點 3 分 答 對信號的衰耗隨時間變化 傳輸?shù)臅r延隨時間變化 多徑傳播 2 簡述脈沖編碼調(diào)制的主要過程 6 分 抽樣是把時間連續(xù) 幅值連續(xù)的信號變換為時間離散 幅值連續(xù)的脈沖信號 量化是把時間離散 幅值連續(xù)的脈 沖信號變換為幅值離散 時間離散的多電平脈沖信號 編碼是把幅值 時間均離散的多電平脈沖信號用一組數(shù)字 序列表示 3 簡單敘述眼圖和系統(tǒng)性能之間的關(guān)系 6 分 最佳抽樣時刻對應(yīng)眼睛張開最大時刻 對定時誤差的靈敏度有眼圖斜邊的斜率決定 圖的陰影區(qū)的垂直高度 表示信號幅度畸變范圍 圖中央橫軸位置對應(yīng)判決門限電平 抽樣時刻上 上下陰影區(qū)的間隔距離之半為噪聲容 限 4 簡述低通抽樣定理 3 分 一個頻帶限制在 0 fH 內(nèi)的時間連續(xù)信號m t 如果以 H2 1 fT的時間間隔對它進行等間隔抽樣 則 m t 將被所得到的抽樣值完全確定 2 設(shè)信息序列為100000000001100001 試編為 AMI 碼和 HDB3 碼 第一個非零碼編為 1 并畫出相應(yīng)波形 6 分 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 AMI HDB3 AMI HDB3 1 0 0 0 V B 0 0 V 0 0 1 1 B 0 0 V 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 已知調(diào)制信號ttm2000cos載波為t 4 10cos2 分別畫出AM DSB SSB 下邊帶 信號的頻 譜 6 分 0f kHz 46 4 65 5 2 SAM 0f kHz 46 4 65 5 2 SAM 0f kHz 46 4 65 5 2 SAM 3 設(shè)發(fā)送數(shù)字信息為110010101100 試分別畫出OOK 2FSK 2PSK 及 2DPSK 信號的波形示意圖 對 2FSK 信號 0 對應(yīng) Ts 2Tc 1 對應(yīng) Ts Tc 其余信號 Ts Tc 其中 Ts為碼元周期 Tc為載波周期 對 2DPSK 信號 0代表 0 0 1 8 0 代表 1 參考相位為0 對 2PSK 信號 0代表 0 0 180 代 表 1 8 分 OOK 2FSK 2PSK 2DPSK 110 0 1 0 1 0 1 1 0 0 OOK 2FSK 2PSK 2DPSK 110 0 1 0 1 0 1 1 0 0 四 總分 12 分 現(xiàn)有一個由8 個等概符號組成的信源消息符號集 各符號間相互獨立 每個符號的寬度為 0 1ms 計算 1 平均信息量 2 碼元速率和平均信息速率 3 該信源工作2 小時后所獲得的信息量 4 若把各 符號編成二進制比特后再進行傳輸 在工作 2 小時后發(fā)現(xiàn)了27 個差錯比特 若每符號至多出錯1 位 求傳輸?shù)?誤比特率和誤符號率 解 解 1 符號 38loglog 22 bitMH 分 2 Ts 0 1ms 所以 Baud10000R s T 1 B 30kbit s310000HRR Bb 分 3 216Mbit s360021030 3 tRI b 分 4 誤比特率 7 6 1025 1 10216 27 b P 分 2 小時傳送的碼元數(shù)為 7 B 107 23600210000tRN 誤碼率為 7 6 1075 3 1072 27 e P 分 五 總分12 分 設(shè)某信道具有均勻的的雙邊噪聲功率譜密度 Zn HWfP 105 0 3 在該信道中傳輸抑 制載波的單邊帶 上邊帶 信號 并設(shè)調(diào)制信號m t 的頻帶限制在5K HZ 而載波為100 K HZ 已調(diào)信號的 功率為 10KW 若接收機的輸入信號在加至解調(diào)器之前 先經(jīng)過一理想帶通濾波器濾波 試問 1 該理想帶通濾波器中心頻率多大 2 解調(diào)器輸入端的信噪功率比為多少 3 解調(diào)器輸出端的信噪功 率比為多少 解 1 單邊帶信號的載頻為100kHz 帶寬B 5kHz 為使信號順利通過 理想帶通濾波器的中心頻率為 kHz 5 1025 2 1 100 0 f 分 2 解調(diào)器輸入端的噪聲與已調(diào)信號信號的帶寬相同 WBfPN ni 5105105 02 2 33 分 已知 Si 10kW 所以 2000 5 1010 3 i i N S 分 3 由于單邊帶調(diào)制系統(tǒng)的制度增益為G 1 因此解調(diào)器輸出端的信噪比 2000 0 0 i i N S N S 分 三 簡答題 每題 2 分 共計 20 分 1 FSK 調(diào)制信號控制不同頻率載波傳輸?shù)恼{(diào)制方法 2 全雙工通信 通信雙方可以同時進行發(fā)送和接收信息的工作方式 3 白噪聲 噪聲的功率譜密度在所有頻率上均為一常數(shù) 4 平穩(wěn)隨機過程 隨機過程在任意有限維分布函數(shù)與時間起點無關(guān) 5 恒參信道 恒參信道是指其乘性干擾可看成不隨時間變化或基本不隨時間變化的信道 6 線性調(diào)制 時域里幅度隨基帶信號變化 頻率內(nèi)頻譜是基帶信號頻譜的線性搬移的調(diào)制方法 7 數(shù)字信號最佳接收 數(shù)字信號最佳接收是以錯誤概率最小作為最佳的準(zhǔn)則 8 差分脈沖編碼調(diào)制 差錯控制編碼就是在信息碼元序列中加入監(jiān)督碼元 眼圖 通過示波器觀察接收端的基帶信號的波形 從而估計和調(diào)整系統(tǒng)性能 10 差錯控制編碼 答 差錯控制編碼就是在信息碼元序列中加入監(jiān)督碼元 一 填空題 每空 1 分 共計 20 分 1 已知某數(shù)字傳輸系統(tǒng)傳送二進制碼元的速率為1200B s 碼元等概率出現(xiàn) 該系統(tǒng)的信息速率為 1200bit s 若該系統(tǒng)改成傳送16 進制信號碼元 碼元等概率出現(xiàn) 碼元速率為2400B s 則這時的系統(tǒng)信息速率為 9600bit s 2 已調(diào)波 00 5coscos5sinsin mm s ttttt是 SSB 調(diào)幅方式 其調(diào)制信號f t 為 5cos m w t 載波 C t 0 cosw t 解調(diào)時 相干載波為 0 cosw t時 可解調(diào)恢復(fù)原信號 3 同步技術(shù)包括載波同步 嗎元同步 群同步 網(wǎng)同步 4 4 個獨立信源的最高頻率分別為1 kHz 1 kHz 2 kHz 2 kHz 采用時分復(fù)用方式進行傳輸 每路信號均采 用 8 位二進制數(shù)PCM 編碼 該系統(tǒng)中滿足抽樣定理的最小抽樣頻率為4KHz 一幀中包含 4 路抽樣信號集 每個時隙占有的時間寬度為 62 5微秒 每個碼元寬度為 7 8125微秒 碼元傳輸 速率為 128Kb s 5 PSK系統(tǒng)的基帶調(diào)制信號碼型為雙極性非歸零碼型 波形為方波 PSK信號相當(dāng)于模擬調(diào)制的 DSB 或相位調(diào)制方式 傳輸帶寬為 2Rb 2 已知信息代碼為1010000011000011 試確定相應(yīng)的數(shù)字雙相碼 AMI碼以及 HDB3碼 6 分 解 信息代碼 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 數(shù)字雙相碼 10 01 10 01 01 01 01 01 10 10 01 01 01 01 10 10 2分 AMI碼 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 2分 HDB3碼 1 0 1 0 0 0 V 0 1 1 B 0 0 V 1 1 2分 六 總分 14 分 采用 13 折線 A 律編碼 最小量化間隔為1 個量化單位 已知抽樣脈沖值為 95 量化單位 1 試求此時編碼器輸出碼組 并計算量化誤差 2 寫出對應(yīng)于該7 位碼的均勻量化11位碼 解 1 已知抽樣脈沖值I0 95 設(shè)碼組的8 位碼分別為C1C2C3C4C5C6C7C8 因為 I064 且 I0 128 故位于第 4 段 段落碼 C2C3C4 011 分 第 4 段內(nèi)的量化間隔為4 由 I0 64 7 4 3 知 I0位于第 4 段第 7 量化級 C5C6C7C8 0111 分 因此 輸出碼組為C1C2C3C4C5C6C7C8 00110111 分 譯碼輸出 64 7 4 2 2 94 量化誤差為 95 94 1 單位 分 2 對應(yīng)于該7 位碼的均勻量化11位碼為 C1C2C3C4C5C6C7C8 C9C10C11 00001011110 分 1 一個 LR低通濾波器如圖所示 假設(shè)輸入是均值為零 功率譜密度為 0 n 2 的高斯白噪聲 試求 1 輸出噪聲的自相關(guān)函數(shù) 6 分 2 輸出噪聲的方差 2 分 圖 1 解 1 R H w RjwL 2 分 2 00 00 2 1 exp 24 1 i nn RR P wp H wR L LL w R 4 分 2 20 0 4 n R RR L 2 分 5 已知某 3 1 3 卷積碼生成多項式為 g1 x 1 g2 x 1 x 2 g 3 x 1 x x 2 1 畫出該編 碼器電路圖 2 畫出狀態(tài)圖 3 由狀態(tài)圖求輸入序列為11010101 的 3 1 3 卷積碼輸出序列 12 分 1 編碼器電路圖 略 2 分 2 狀態(tài)圖 略 6 分 3 3 1 3 卷積碼輸出序列為 111110010100001110001100 4 3 采用 13 折線 A律編碼 設(shè)最小的量化級為1 個單位 已知抽樣脈沖值為 570 單位 1 試求逐次比較型編碼器輸出的8 位碼 段內(nèi)碼用自然二進制碼 10 分 2 寫出對應(yīng)于該7 位碼 不包括極性碼 的均勻量化11 位碼 2 分 解 1 設(shè)碼組為 87654321 cccccccc 極性碼 因為抽樣脈沖值為 570 0 所以極性碼 1 0C 1 分 段落碼 570128 s I 故 2 1c 位于后4 段 1 分 570512 s I 故 3 1c 位于第 7 8 段 1 分 5701024 s I 故 4 0c 位于第7 段 1 分 由這三次比較結(jié)果 知道該抽樣值處于第7 段 段內(nèi)碼 第 7 段起始電平為512 長度為 1024 512