电子科大通信原理期末试题.pdf

第 1页 学 院姓 名学 号任课教师考场教室座位号学 院姓 名学 号任课教师考场教室座位号 密 封 线 以 内 答 题 无 效 电子科技大学电子科技大学 2 0 1 62 0 1 6- 2 0 1 72 0 1 7学年第学年第 11学期期学期期末末 考试考试 AA卷卷 考试科目： 通信原理考试形式： 一页开卷考试日期：2 0 1 7 年1 月 7日 成绩构成比例：平时2 0% ， 期中% ， 实验1 0% ， 期末7 0% 本试卷由八部分构成，共7 页。考试时长： 1 2 0分钟 注： 题号一二三四五六七八合计 得分 一一、某模拟通信系统中某模拟通信系统中，调制信号为调制信号为mm(tt) = 0= 0 5 c o s5 c o s ( 22 1 01 0 33 tt) VV （VV为伏特为伏特） ，载波为载波为 cc(tt) = 2 c o s= 2 c o s ( 22 1 01 0 66t t) ，问问：( 共共 1 51 5分分) （11 ）如果采用常规如果采用常规 A MA M调制调制，请写出已调信号表达式请写出已调信号表达式，并计算已调信号并计算已调信号的归一化的归一化功率功率 和带宽和带宽。 （66分分） （22 ）如果采用如果采用相偏相偏常数为常数为 K P M= 1 0 r a d / VK P M= 1 0 r a d / V的的 P MP M调制调制，请写出已调信号表达式请写出已调信号表达式，并计并计 算已调信号算已调信号的归一化的归一化功率功率，最大频偏和带宽最大频偏和带宽。 （99分分） 解解： （： （11 ）采用常规采用常规 A MA M调制调制，已调信号表达式为已调信号表达式为 已调信号功率为已调信号功率为： 调制信号带宽为调制信号带宽为 B = 1 0 0 0 H zB = 1 0 0 0 H z , 因此已调信号带宽因此已调信号带宽 BBTT= 2 B = 2 0 0 0 H z= 2 B = 2 0 0 0 H z （22 ）采用采用 P MP M调制调制，已调信号表达式为已调信号表达式为 已调信号功率为已调信号功率为： 第 2页 调制信号带宽为调制信号带宽为 B = 1 0 0 0 H zB = 1 0 0 0 H z ；已调信号最大相偏已调信号最大相偏ma xma x= 5 r a d= 5 r a d ，于是调相指数于是调相指数P MP M= 5= 5 ，因此因此 BBTT= 2= 2 (P MP M+ 1+ 1 ) B = 2B = 2 ( 5 + 15 + 1 ) 1 0 0 0 = 1 21 0 0 0 = 1 2 ( k H zk H z ) 或或：P MP M信号信号最大频偏最大频偏为为： 频偏比频偏比 D =D = ffma xma x/ B/ B = 5 0 0 0 / 1 0 0 0 = 55 0 0 0 / 1 0 0 0 = 5 ，于是于是 BBTT= 2= 2 ( DD + 1+ 1 ) B = 2B = 2 ( 55 + 1+ 1 ) 1 01 0 0 0 = 1 20 0 = 1 2 ( kk H zH z ) 二二、 速率为的二进制数据经过调制后以的符号速率速率为的二进制数据经过调制后以的符号速率 在的话音频带内传输在的话音频带内传输， 采用最大滚降系数的根升余弦基带信号采用最大滚降系数的根升余弦基带信号。 试问试问： ( 共共 1 01 0分分) （11 ）求升余弦滚降系数求升余弦滚降系数； （； （55分分） （22 ）6 46 4元调制传输时元调制传输时，求出相应的数据速率求出相应的数据速率，并画出信号的功率谱密度图并画出信号的功率谱密度图（正频率正频率 部分部分） ，） ，标出信号的最高频率标出信号的最高频率、最低频率和中心频率最低频率和中心频率。 （。 （55分分） 解解： （： （11 ）信道带宽为信道带宽为 （22 ） 三三、某数字通信系统某数字通信系统，信息速率为信息速率为，输入数据为输入数据为 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 01 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 ，试问试问：( 共共 第 3页 学 院姓 名学 号任课教师考场教室座位号学 院姓 名学 号任课教师考场教室座位号 密 封 线 以 内 答 题 无 效 1 01 0分分) （11 ）写出相对码写出相对码（设设：相对码的第一个比特为相对码的第一个比特为 11 ） ； （） ； （55分分） （22 ） 写出发送信号的载波相位写出发送信号的载波相位 （设设： 第一个比特的信号的载波相位为第一个比特的信号的载波相位为 00 ） ；） ； （55分分） 解解： （： （11 ）绝对码绝对码：110100010110110100010110 相对码相对码：11 011000011011011000011011 （22 ）载波相位载波相位： 四四 、 （ 共共 1 01 0分分 ） ( 11 ) 已 知已 知 MS KMS K信 号 与 一 种 偏 移 的信 号 与 一 种 偏 移 的 Q P S KQ P S K信 号 等 价信 号 等 价 ，其 基 带 信 号 的 频 谱 为其 基 带 信 号 的 频 谱 为 ，其中为符号间隔其中为符号间隔，RRss为符号速率为符号速率。 试证明试证明：MS KMS K信号的第一过零点带宽为信号的第一过零点带宽为 11 5 R5 Rss( 66分分) ( 22 ) 请写出两条请写出两条 MS KMS K信号传输的主要优点信号传输的主要优点( 44分分) 解解：( 11 )证明证明：根据题意根据题意，MS KMS K基带信号的第一过零点带宽可以通过求解下面的方程组来得到基带信号的第一过零点带宽可以通过求解下面的方程组来得到： 因此有因此有： 当当 k = 1k = 1时时，有有，即即：，：，则带通信号第一过零点带宽则带通信号第一过零点带宽 为为：11 5 R s5 R s 。 ( 22 ) MS KMS K ：恒包络传输恒包络传输，信号的能量比较集中信号的能量比较集中。 五五、某中频模拟信号的中心频率为某中频模拟信号的中心频率为 7 07 0MH zMH z ，带宽为带宽为 1 01 0MH zMH z ，对此信号进行中频采样对此信号进行中频采样，问问： （共共 1 01 0分分） （11 ）无失真恢复信号的最低采样频率是多少无失真恢复信号的最低采样频率是多少？（？（66分分） 第 4页 （22 ）若用若用 1 41 4 55MH zMH z 的采样频率进行采样的采样频率进行采样，能否无失真恢复原信号能否无失真恢复原信号？（？（44分分） 解解： （： （11 ）ffHH= 7 0 + 5 = 7 5MH z= 7 0 + 5 = 7 5MH z （22分分） ，） ，nn= 7 5 / 1 07 5 / 1 0 = 7= 7 ， （， （33分分） ffss - mi nmi n= 2= 2ffHH/nn= 1 5 0 / 7MH z= 1 5 0 / 7MH z 2 12 1 4 3MH z4 3MH z （33分分） （22 ）根据频谱图根据频谱图，采用采用 1 4 5MH z1 4 5MH z 进行采样进行采样，无法无失真恢复原信号无法无失真恢复原信号。 （。 （44分分） 六六、（讲讲）（共共 1 01 0分分）某某 B P S KB P S K采用如下图的相关接收机采用如下图的相关接收机。假定假定：A WG NA WG N信道噪声的功率谱信道噪声的功率谱 密度值为密度值为；发送符号发送符号 11时时，发送发送 00时时 ，（，（为很大的整数为很大的整数）；）；00与与 11的概率分别是的概率分别是 00 66与与 00 44 ；相关器相关器 输出为输出为，判决输出为判决输出为。 试问试问： （： （11 ）记记“ 发送发送 00时的时的 rr 值值” 为为，给出给出的概率密度函数公式的概率密度函数公式； （； （55分分） （22 ）求接收机的误码率求接收机的误码率表达式及其简化结果表达式及其简化结果。 （。 （55分分） （提示提示：11 ）记记，它的均值为它的均值为 00 ，方差为方差为。 22 ） 解解： （： （11 ） 第 5页 学 院姓 名学 号任课教师考场教室座位号学 院姓 名学 号任课教师考场教室座位号 密 封 线 以 内 答 题 无 效 由于由于 n 1n 1是高斯噪声是高斯噪声 nn ( tt ) 的积分结果的积分结果，它它也是高斯的也是高斯的。因此因此，为高斯随机变量为高斯随机变量，均值为均值为- A TA T / 2/ 2 ， 方差为方差为。 （22 ）同上同上，是均值为是均值为 A TA T / 2/ 2 ，方差为方差为高斯随机变量高斯随机变量。 利用对称性利用对称性， 于是于是 变量替换变量替换，令令： ，有有 第 6页 七七、（讲讲） 有有 22个模拟信号个模拟信号， 第第 11个信号的频带范围为个信号的频带范围为 00 - - - - - 22 K H zK H z ， 第第 22个信号的频带范围为个信号的频带范围为 22 - - - - - 3 k H z3 k H z ， 信号幅度均匀分布信号幅度均匀分布。对各信号独立进行抽样对各信号独立进行抽样，然后各路信号的样值都用合适的均匀量化器量化然后各路信号的样值都用合适的均匀量化器量化， 要求第要求第 11 、22路信号的量化信噪比分别是路信号的量化信噪比分别是 4 8 d B4 8 d B 、7 2 d B7 2 d B 。最后将结果复用为一路数据最后将结果复用为一路数据，帧同步码占帧同步码占 帧总长度的帧总长度的 1 / 81 / 8 ，再用再用 Q P S KQ P S K方式传输方式传输，采用滚降系数为采用滚降系数为 00 55的升余弦滤波器的升余弦滤波器。试计算试计算： （共共 1 51 5 分分） （11 ）两路信号的最低抽样频率分别是多少两路信号的最低抽样频率分别是多少？（55分分） （22 ）Q P S KQ P S K方式传输时所需的最小信道带宽是多少方式传输时所需的最小信道带宽是多少？（1 01 0分分） 解解： （11 ）第第 11路信号是低通信号路信号是低通信号，最低采样频率最低采样频率 第第 22路信号是频带信号路信号是频带信号，带宽带宽，最高频率最高频率，所需要的所需要的 抽样率为抽样率为 （22 ）MM个量化电平的均匀量化器的量化信噪比个量化电平的均匀量化器的量化信噪比d Bd B ，这里这里 nn表示量化器位数表示量化器位数。 由此由此，根据题目条件可计算得到根据题目条件可计算得到，第第 11 、22路信号每个样值的量化比特数分别为路信号每个样值的量化比特数分别为 因此因此，第第 11路信号的比特速率为路信号的比特速率为 第第 22路信号的比特速率为路信号的比特速率为 第 7页 学 院姓 名学 号任课教师考场教室座位号学 院姓 名学 号任课教师考场教室座位号 密 封 线 以 内 答 题 无 效 复用后的总速率为复用后的总速率为（复用后各支路速率不变复用后各支路速率不变） ：） ： （）（） 采用采用 Q P S KQ P S K传输传输，符号速率符号速率 所需带宽所需带宽 八八、 （讲讲）选择与填空题选择与填空题（共共 2 02 0分分） ，） ，每小题各每小题各 44分分。 11 给出下面术语的英文或英文缩写给出下面术语的英文或英文缩写：国际电联国际电联，码间干扰码间干扰，直接序列扩频直接序列扩频，加性高斯白噪声加性高斯白噪声： 。 答案答案：I T UI T U ，I S II S I ，D S S SD S S S ，A WG NA WG N 22 下面星座图对应的二元传输系统中下面星座图对应的二元传输系统中，哪个的误比特率最低哪个的误比特率最低： 答案答案：CC 33 一对无线收一对无线收、发信机可直接进行上海到旧金山通信的载波频带是发信机可直接进行上海到旧金山通信的载波频带是： 第 8页 AA 中波中波BB 短波短波CC 长波长波DD 微波微波 答案答案：BB 44 商用中波商用中波 A MA M收音机采用包络检波电路收音机采用包络检波电路， 其中与的选取主要看的其中与的选取主要看的 取值取值。下面下面 几种取值中最好选择几种取值中最好选择 答案答案：AA AA 5 0 k H z5