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通信原理期末考试试题及答案分析

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通信原理期末考试试题及答案

一、填空题(总分24,共12小题,每空1分)

1、数字通信系统的有效性用 传输频带利用率 衡量,可靠性用 差错率 衡量。 2、模拟信号是指信号的参量可 连续 取值的信号,数字信号是指信号的参量可 离散 取值的信号。

3、广义平均随机过程的数学期望、方差与 时间 无关,自相关函数只与时间间隔有关。

24、一个均值为零方差为n的窄带平稳高斯过程,其包络的一维分布服从瑞利分布,相位的一维分布服从均匀分布。

5、当无信号时,加性噪声是否存在? 是 乘性噪声是否存在? 否 。 6、信道容量是指: 信道传输信息的速率的最大值 ,香农公式可表示为:

CBlog2(1S)。 N7、设调制信号为f(t)载波为cosct,则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为

1f(t)cosct,频域表达式为[F(c)F(c)]。

28、对最高频率为fH的调制信号m(t)分别进行AM、DSB、SSB调制,相应已调信号的带宽分别为 2fH 、 2fH 、 fH 。

9、设系统带宽为W,则该系统无码间干扰时最高传码率为 2W 波特。

10、PSK是用码元载波的相位来传输信息,DSP是用前后码元载波的 相位差 来传输信息,它可克服PSK的相位模糊缺点。

11、在数字通信中,产生误码的因素有两个:一是由传输特性不良引起的 码间串扰,二是传输中叠加的 加性噪声 。

12、非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时,A律对数压缩特性采用 13 折线近似,律对数压缩特性采用15 折线近似。

二、简答题(总分18,共4小题) 1、随参信道传输媒质的特点?(3分)

答:对信号的衰耗随时间变化、 传输的时延随时间变化、 多径传播 2、简述脉冲编码调制的主要过程。(6分)

抽样是把时间连续、幅值连续的信号变换为时间离散,幅值连续的脉冲信号;量化是把时间离散、幅值连续的脉冲信号变换为幅值离散、时间离散的多电平脉冲信号;编码是把幅值、时间均离散的多电平脉冲信号用一组数字序列表示。 3、简单叙述眼图和系统性能之间的关系?(6分)

最佳抽样时刻对应眼睛张开最大时刻;对定时误差的灵敏度有眼图斜边的斜率决定;图的阴影区的垂直高度,表示信号幅度畸变范围;图横轴位置对应判决门限电平;抽样时刻上,上下阴影区的间隔距离之半为噪声容限。 4、简述低通抽样定理。(3分)

一个频带在(0,fH)内的时间连续信号m(t),如果以T间隔对它进行等间隔抽样,则m(t)将被所得到的抽样值完全确定

2、设信息序列为100000000001100001,试编为AMI 码和HDB3码(第一个非零码编为+1),并画出相应波形。(6分)

12Hf的时间

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1AMI+1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0-1+1 0 0 0 0-1HDB3+1 0 0 0+V-B 0 0-V 0 0+1-1+B 0 0+V-1+1 0 0 0+1-1 0 0-1 0 0+1-1+1 0 0+1-1AMIHDB3

1、已知调制信号mtcos2000t载波为2cos104t,分别画出AM、DSB、SSB(下边带)信号的频谱。(6分)

SAMSAM2π2πππ-6-5-40SAM2ππ456f(kHz)-6-5-40456f(kHz)-6-5-40456f(kHz)

3、设发送数字信息为110010101100,试分别画出OOK、2FSK、2PSK及2DPSK信号的波形示意图。(对2FSK信号,“0”对应Ts=2Tc,“1”对应Ts=Tc;其余信号Ts=Tc,其中Ts为码元周期,Tc为载波周期;对2DPSK信号,0代表“0”、1800代表“1”,参考相位为0;对2PSK信号,0代表“0”、1800代表“1”。)(8分)

1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0OOK2FSK2PSK2DPSK

1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0OOK2FSK2PSK2DPSK

四、(总分12分)现有一个由8个等概符号组成的信源消息符号集,各符号间相互,每个符号的宽度为0.1ms。计算:

(1)平均信息量;(2)码元速率和平均信息速率;(3)该信源工作2小时后所获得的信息量;(4)若把各符号编成二进制比特后再进行传输,在工作2小时后发现了27个差错比特(若每符号至多出错1位),求传输的误比特率和误符号率。 解:解:(1)Hlog2Mlog283(bit/符号) ——(2分) (2)Ts=0.1ms ,所以RB1Ts10000Baud

RbRBH10000330kbit/s ——(2分)

(3)IRbt3010323600216Mbit/s ——(3分) (4)误比特率 Pb277 ——(2分) 1.2510621610 2小时传送的码元数为NRBt10000236007.2107 误码率为:Pe

2773.7510 ——(3分) 67210五、(总分12分)设某信道具有均匀的的双边噪声功率谱密度Pnf0.5103W/HZ在该信道中传输抑制载波的单边带(上边带)信号,并设调制信号m(t)的频带在5K HZ,而载波为100 K HZ,已调信号的功率为10KW。若接收机的输入信号在加至解调器之前,先经过一理想带通滤波器滤波,试问:

(1)该理想带通滤波器中心频率多大?(2)解调器输入端的信噪功率比为多少?(3)解调器输出端的信噪功率比为多少?

解:(1)单边带信号的载频为100kHz,带宽B=5kHz,为使信号顺利通过,理想带通滤

1波器的中心频率为f01005102.5(kHz) ——(3分)

2 (2)解调器输入端的噪声与已调信号信号的带宽相同,

Ni2Pn(f)B20.510351035W ——(3分)

3 已知Si=10kW,所以 Si10102000 ——(3分)

Ni5(3)由于单边带调制系统的制度增益为G=1,因此解调器输出端的信噪比

S0Si2000 ——(3分) N0Ni

三、简答题(每题2分,共计20分)

1. FSK:调制信号控制不同频率载波传输的调制方法。

2. 全双工通信:通信双方可以同时进行发送和接收信息的工作方式。 3. 白噪声:噪声的功率谱密度在所有频率上均为一常数

4. 平稳随机过程:随机过程在任意有限维分布函数与时间起点无关 5. 恒参信道:恒参信道是指其乘性干扰可看成不随时间变化或基本不随时

间变化的信道。

6. 线性调制:时域里幅度随基带信号变化,频率内频谱是基带信号频谱的

线性搬移的调制方法。

7. 数字信号最佳接收:数字信号最佳接收是以错误概率最小作为最佳的准则。 8. 差分脉冲编码调制:差错控制编码就是在信息码元序列中加入监督码元。 . 眼图:通过示波器观察接收端的基带信号的波形,从而估计和调整系统

性能

10、差错控制编码:答:差错控制编码就是在信息码元序列中加入监督码元。

一、填空题(每空1分,共计20分)

1、已知某数字传输系统传送二进制码元的速率为1200B/s,码元等概率出现,该系统的信息速率为 1200bit/s ;若该系统改成传送16进制信号码元,码元等概率出现,码元速率为2400B/s,则这时的系统信息速率为 9600bit/s。

2、已调波s(t)5cosmt•cos0t5sinmt•sin0t是 SSB 调幅方式。其调制信号f(t)为

5coswmt,载波C(t)=cosw0t 。解调时,相干载波为cosw0t时,可解调恢复原信号。

3、同步技术包括 载波同步 、 吗元同步 、 群同步 、 网同步 。

4、4个信源的最高频率分别为1 kHz、1 kHz、2 kHz、2 kHz,采用时分复用方式进行传输,每路信号均采用8位二进制数PCM编码。该系统中满足抽样定理的最小抽样频率为4KHz ,一帧中包含

4 路抽样信号集,每个时隙占有的时间宽度为 62.5微秒 ,每个码元宽度为 7.8125微秒 ,码元传输速率为 128Kb/s 。

5、PSK系统的基带调制信号码型为 双极性非归零 码型,波形为 方波 ,PSK信号相当于模拟调制的 DSB 或 相位 调制方式,传输带宽为 2Rb 。

2、已知信息代码为1010000011000011,试确定相应的数字双相码、AMI码以及HDB3码。(6分)

解:

信息代码: 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 数字双相码:10 01 10 01 01 01 01 01 10 10 01 01 01 01 10 10(2分)

AMI码: +1 0 -1 0 0 0 0 0 +1 -1 0 0 0 0 +1 -1(2分)

HDB3码:+1 0 -1 0 0 0 -V 0 +1 -1 +B 0 0 +V -1 +1(2分)

六、(总分14分)采用13折线A律编码,最小量化间隔为1个量化单位,已知抽样脉冲值为-95量化单位:

(1)试求此时编码器输出码组,并计算量化误差; (2)写出对应于该7位码的均匀量化11位码。

解:(1)已知抽样脉冲值I0=-95,设码组的8位码分别为C1C2C3C4C5C6C7C8。 因为I0<0,故C1=0 ——(2分)

又因为I0>,且I0<128,故位于第4段,段落码C2C3C4=011 ——(3分) 第4段内的量化间隔为4,由I0=+7×4+3知,I0位于第4段第7量化级,C5C6C7C8=0111 ——(3分)

因此,输出码组为C1C2C3C4C5C6C7C8=00110111 ——(1分) 译码输出 -(+7×4+2/2)=-94,

量化误差为:-95-(-94)=-1(单位) ——(2分) (2)对应于该7位码的均匀量化11位码为:

C1C2C3C4C5C6C7C8 C9C10C11=00001011110 ——(3分)

1、一个LR低通滤波器如图所示,假设输入是均值为零、功率谱密度为n0/2的高斯白噪声,试求:

(1)输出噪声的自相关函数;(6分) (2)输出噪声的方差。(2分)

图1

解:

R(2分) RjwLnnR1R2 P0(w)piH(w)0R0()0exp()(4分)

21(Lw)24LLRnR2(2)R(0)R()0(2分)

4L(1)H(w)

5、已知某(3,1,3)卷积码生成多项式为:g1(x)=1,g2(x)=1+x,g3(x)=1+x+x。(1)画出该编码器电路图;(2)画出状态图;(3)由状态图求输入序列为11010101的(3,1,3)卷积码输出序列。(12分)

2

2

(1)编码器电路图(略) (2分)

(2)状态图(略) (6分) (3)

(3,1,3)卷积码输出序列为:111110010100001110001100 (4

3、采用13折线A律编码,设最小的量化级为1个单位,已知抽样脉冲值为 -570单位。

(1)试求逐次比较型编码器输出的8位码(段内码用自然二进制码);(10分)

(2)写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。(2分)

解:(1)设码组为c1c2c3c4c5c6c7c8

极性码:因为抽样脉冲值为-570<0,所以极性码C10。 (1分) 段落码:Is570128,故c21(位于后4段) (1分)

Is570512,故c31(位于第7、8段) (1分) Is5701024,故c40(位于第7段) (1分)

由这三次比较结果,知道该抽样值处于第7段。

段内码:第7段起始电平为512,长度为1024—512=512个量化单位,再进行16级均匀量化,量化间隔为512/16=32个量化单位。 (1分)

I512328768,所以IsI,故c50;I5123240,所以IsI,故c60; (1分) (1分) (1分) (1分)

编码器输出组为01100001。 (1分) (2)11位码为:01000110000

4、采用图2中所画的系统传送码元速率RB1000 Baud的数字基带信号,试问能否满足无码间串扰的条件?哪一种传输特性较好?并简要说明其理由。(12分)

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