通信原理试题2012-答案

1、北京航空航天大学20112012学年第2学期通信原理期末考试试卷（2012 年 6 月 11 日）班级：；学号：；姓名：；成绩：注意事项：1答题时间：120分钟；满分：100分 一、选择题(共10分，每题1分)1. 即使在“ 0” “1不等概率出现情况下，以下哪种码仍然不包含直流成分：aa、AMI码b、双极性归零码 c、单极性归零码 d、差分码2. 不论是数字的还是模拟的通信系统，只要进行相干解调都需要：aa、载波同步b、网同步c、位同步 d、群同步3. 设x(t)为调制信号，调相波的表示式为：COS(ct - kpX(t)，则PM调制方式的瞬时相位偏移为：b丄 ,丄 ,“,dx(t ), d

2、x(t)a、味kpX(t)b、kpX(t) c、匕kpd、kpd4. 码长n=15的汉明码，监督位应是： ca、2位 b、3位c、4位d、5位5. 某2PSK系统发送信号的幅度 A=2V，由于信道中存在高斯白噪声，接收端采用相干解调，误码率为:，若采用2FSK系统，且信道噪声不变，接收端采用相干解调并保持相同的误码率人，发送信号的幅度应为： ba、2Vb、Vc、4Vd、谑 V6. ITU规定，数字通信中语音信号的抽样频率是： aa、8kHzb、16kHzc、4kHz d、12kHz7. 压控振荡器(VCO)在以下哪个系统中可以使用到： aa、直接调频b、间接调频c、BPSK调制 d、位同步8.

3、 线性调制系统的制度增益 d。a、与调制方式有关，与解调方式无关;b、与调制方式无关，与解调方式有关；c、与调制方式无关，与解调方式无关；d、与调制方式有关，与解调方式有关。面哪9. 香农信道编码定理告诉了我们信息速率R,码长n,与错误概率P之间的关系。个说法是正确的 c 。a在信道容量一定的条件下，只要增大信息发送速率就可以降低错误概率；b、在码长一定的情况下，无论信息发送速率是多少，增大信道容量一定能降低错误概 率；c、在信道容量和信息发送速率一定的条件下，增加码长，可以降低错误概率；d、在信道容量和码长一定的条件下，降低信息发送速率，可以使错误概率增大。10. 若信息速率为 6Mbit/

4、s ，则对应 QPSK 的功率谱主瓣宽度分别为 d_ Hza、 9Mb、 12M c、 3Md、 6M、填空题（共30分，每空1 分）1 现在通用的通信系统中，传送多路信号有三种基本的复用方式。其中，传统的模拟通信系统中都采用 频分复用 ，随着数字通信的发展， 时分复用 得到了广泛应用，码分复用 主要用于扩频通信系统中。2 窄带高斯噪声的一维随机包络服从 瑞利分布。3 假定载波为比二辽丈，线性调制信号的一般时域表达式可以写为S（t） = Sj（t）costDct+ S?（t）sintDct,其中，關t）和SJt）分别称为同相分量幅度 和正交分量幅度 。若调制信号为讥， 为一 LSB信号，则 鴻

5、緞和覘分别为和一一。a-ii4若有二进制独立等概信号，码元宽度为0.2ms,则信息速率入为5000bit/s;当该信号采用非归零码进行基带传输， ，则谱零点带宽为 5000Hz,为了在基带无失真的传输该信号，至少需要带宽为 2500Hz的理想信道。5. PCM量化可以分为 均匀量化和非均匀量化 。在线性PCM中，抽样频率为8kHz，对双极性信号编码时编码器输出码元速率为72kHz，则对于满载的正弦波信号进行均匀量化的量化信噪比为55.94dB。6. 码组（0011011 ）的码重为_4，与码组（0100100）之间的码距为 6，由这两个许用码组构成的编码方式最多可以检测5个错误，或纠正2个错误

6、。7在数字通信中，产生五码的因素有两个：一个是由传输特性不好引起的码间干扰，二是传输中叠加的 噪声。&PCM30/32路TDM系统的基群数据速率为2048kbit/s。9 最佳判决门限电平是 使系统总误码率最小的判决门限电平 。11. MSK是2FSK的一种特殊情况，的主要特点是：相位连续变化，频率差为1 亠1（或）。2T；2Tb12 .码元传输速率为1/Ts的无码间串扰的奈奎斯特第一准则可以表示为2 iZ H （ + ） = C < 。TST；13假设二进制对称信道的差错率一 =10-2,则（4,3）偶校验码通过此信道传输，不可检出错误的出现概率是 5.8807*10-4。14

7、采用部分响应技术可提高频带利用率，并使冲击响应尾巴震荡衰减加快，这是由于 有控制地加入“串扰”，使得合成波形的震荡正负相反抵消，改变陡然截止的频谱特性15. 衡量均衡器均衡效果的两个准则是峰值畸变和均方畸变16. 1B1T码的编码效率是 63.09%_。二、简答题（共30分，每题5分）1填写下面数字通信系统组成模型中所空缺的模块，并简要说明数字通信系统的优点。噪 声数字通信系统的优点：抗干扰能力强，数字信号可以再生而消除噪声积累；传输差错可控，能改善传输质量；易于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理；易于加密，可靠性高；易于实现各种信息的综合传输，等。(1) 假定系统信息速率为 1200

8、kbit/s，试问系统误信率.是多少？(2) 若假定信号为四进制信号，系统码元传输速率为1200KB，则.是多少?解先求所传送的总的信息量，/a=1200X60=360:/所传送的错误的信息量则系统误信率 >=Ztt/Za=5/36O=Ci 01389由己知条件12000 贝U Aw= 2 * lo幻2400觀岛 *2400 X 10JX5X6O=72(W2>iiJ»=720-35365M>iZ则 Pp Z *=36520=0.50693简述什么是匹配滤波器？它的基本准则是什么？并画出二进制信号的匹配滤波接收机的 系统结构图，以及其等效的基于最大似然准则的最佳接收机

9、的系统结构图。匹配滤波器的传递函数与信号频谱的复共轭成正比，（或冲击响应镜像平移）（1分）准则：在某一特定时刻的输出信噪比最大（1分）最佳接收机的系统结构图:（2 分）创（1 分）4为什么调频系统可进行带宽与信噪比的互换，而调幅不能？2FM 系统的制度增益 Gfm=3 3 f（ 3 f + 1）, BFM=2fH（ 3 f + 1）（1 分）增加3 f，可增加传输带宽，并增加Gfm，因此，增加传输带宽可使调频系统的抗噪声能力迅速改善。（ 2 分）在调幅系统中，由于信号带宽是固定的， 无法进行带宽与信噪比的互换。 （2分） 因此，在抗噪声性能方面调频系统优于调幅系统。fl (t)和f2(t)，试

10、确定接收端的C1 (t)5某调制系统如下图所示，为了在输出端同时分别得到 和 C2(t)。fl(t)f2(t)发送端接收端答案:发送端相加合成以后的发送信号为f (t) = f1(t)cos 0t f2(t)sin '0t。( 1 分)在接收端采用的是想干解调，若上支路采用的相干载波为2cos 0t，则解调后的输出为:fi(t) =2 f (t)COS ot lpf(2 分)=£ (t)cos pt f2(t)sin - 0t 2cos 0t |LPF =fi(t) fi(t)cos2，ot f2(t)sin 2，ot| lpf 二 fi (t)这时可得到f1 (t)。同理，

11、若下支路采用的相干载波为2sin0t，则解调后的输出为：f2(t) = 2f (t)sin co°t lpf=fi(t)cos stf2(t)sin - ot 2sin yt 缶厘、=fi(t)sin 2 ytf2(t) - f2(t)cos 2，°t| lpf二 f2(t)这时可得到f2(t)。由此可以确定 G(t) =2cos0t， c2(t) =2sin0t。6为了传送码元速率RB=103Baud的数字基带信号，试问系统采用下图中哪一种传输特性较好？并简要说明理由。3答案：从三个传输函数都能满足以RB=103Baud的码元速率无码间干扰传输。因此需从三个传输函数在频带

12、利用率、单位冲击响应收敛速度、实现难易程度等方面的特性，从而选择最好的一个。（1分）(a)B=2*103Hz, , n =0.5B/Hz（1分）(b)B=1*103Hz, , n =1B/Hz（1分）（c）B=1*103Hz, , n =1B/Hz,冲击响应尾部收敛快，传输函数较易实现(1 分)因此（c）最好。（1分）三、综合题（共30分）1. （ 8分）DSB信号的相干解调框图如下图所示。图中n（t）是均值为零、双边功率谱密度为no/2的加性高斯白噪声；m（t）上限频率为fH,本地恢复的载波和发送载波有固定的相位差二BPF带宽为2fH，LPF上限频率为fH。试求：（1）该系统的输出信噪比表达

13、式；（2）调制制度增益G答案：（1）根据题意，模型框图中，带通滤波器（BPF ）的输出:Sm(t)二 m(t)COS ，ctn/t) = nI (t)cos ct nQ(t)sinct(1 分)由于 (t) 2cos( ct - * =m(t)cos ct 2cos( ct - " =m(t)cos v m(t)cos(2 ct -"则LPF输出的有用信号m°（t） = m（t）cos二(1 分)其功率 S)=m)2(t) =m2(t)cos2 二(1 分)n (t) 2cos©ct 日)=n| (t)cos(oct nQ(t)sin ct 2cos&#

14、174; ct 日) 而，口(t)cos： cos(2 祖-J nQ(t)sin) sin(2 诅-对则 LPF 输出的噪声 n0(t) = nI (t)cos v - nQ(t)sin =(1 分)由于m （t）和nQ（t）均值为零，功率均为 2n°fH，且在同一时刻不相关，所以输出噪声功率:N。=En：(t)二 E(nI(t)cos»E(nQ(t)sin 可2二 E(ni2(t)cos2 亠 EnQ2(t)sin 2- 2n°fH (cos2 sin2 巧=2n。fh(1 分)所以，输出信噪比为 =m（t）c°sJNo2Hq fH(1 分)由于呼1，

15、而ZE讥，则斜鷲(1 分)2 2系统的制度增益 g 二 N。：m (t)cos 切2nofH 二 2cos2(1 分)m2(t)/4no fHNi2. （ 6分）假设在某2DPSK系统中，载波频率为 2400Hz，码元速率为1200B，已知相对码 元序列为110001011；（1）试画出2DPSK信号波形（设参考相位为0）;（2）若采用差分相干解调法接收信号时，试画出解调系统框图及各点波形。答案：由于载波频率2400Hz，码元速率为1200B相对码1100010111，当参考相位为 0时，参考 110001丨011 |1（2 分）（2 分）I I InI I 1 I I I i LI Il 1

16、i i i i > i i > i0 1 0!0 1丨1丨1 0丨0'（共 2 分）3. （ 8分）话音信号 m（t）采用13折线A律进行编码，设 m（t）的频率范围为04kHz，取值范 围为-6.4+6.4V，m（t）的一个抽样脉冲值为 -5.275V（1） 试求此时编码器输出的PCM码组和量化误差（段内码采用折叠二进码） ；（2） 写出该码组对应的均匀量化12位码；（3） 若编码器输出的PCM码组采用QPSK方式传输，试分析传输系统所需的最小带 宽。答案：2048（1）-5.2751688厶（1 分）6.4因为-1688：0（1 分）（1 分）所以 m仁0又因为1024

17、 1688 ： ： 2048. ：所以位于第八段，m2m3m4=111。第八段量化间隔为 64.： =10，所以 m5m6m7m8=1010-64 A 一编码器输出PCM码组=01111010（ 1分）量化误差为 1688 一（1024 640），二 24 厶 （1 分）（2）-1664 ：，（-1664）10所以，均匀量化 12位码（ 1分）（3）采用QPSK方式传输， max =1Baud/ Hz，依抽样定理，系统的码速率为:2汉4k汉8八R32kBaud（ 1 分）log 2 4Bmin二空 /HZ（1 分）4. ( 8分)已知(7,3)循环码的全部码组由两个循环圈所组成:0000000 和 1110100,试求:(1) 生成多项式g(x)和典型生成矩阵G；(2) 典型监督矩阵H;(3)列出校正子S和错码位置之间的错误图样表;(4)若接收码组 B=1000011，请纠正之。(1)( 7，3)码中 n=7，k=3，r=4，g(x)是 4 次多项式由非零循环圈可得到 0011101，即g(x)=x4+x3+x2+1 (1分)D2g(x)1G(x) = | Dg (x)-g(x)一(1 分)1110 10 0G = 01110100 0 11101(1 分)典型生成矩阵G100 1110=010011