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文档简介

北京航空航天大学

2011-2012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”、力”不等概率出现情况下,以下哪种码仍然不包含直流成分:a

a、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:a

a、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{cot+则PM调制方式的瞬

时相位偏移为:b

..dx(t)

a>cot+kx[.t)b、kA\Z)c^co.+k-----d、k-----

cPPcDndtPndt

4.码长n=15的汉明码,监督位应是:_c

a、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,

误码率为回,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

码率因,发送信号的幅度应为:b

a、2Vb、HZlvc、4Vd、Elv

6.ITU规定,数字通信中语音信号的抽样频率是:a

a、8kHzb、16kHzc、4kHzd、12kHz

7.压控振荡器(VCO)在以下哪个系统中可以使用到:a

a、直接调频b、间接调频c、BPSK调制d、位同步

8.线性调制系统的制度增益d0

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。

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。下面哪

个说法是正确的c3

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/s,则对应QPSK的功率谱主瓣宽度分别为d_Hz.

a、9Mb、12Mc、3Md、6M

二、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,时分药用—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EE3,线性调制信号的一般时域表达式可以写为

腐)=S/«)COS3J+SQ(1)SE涮其中,匣3和瓯]分别称为同相分量幅度和—

正交分量幅度<,若调制信号为RU,四为一LSB信号,则匣1和瓯]分别为

网和网。

4.若有二进制独立等概信号,码元宽度为0.2ms,则信息速率固为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-和一非均匀量化一。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—55.94dBo

6.码组(00II01I)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—5一个错误,或纠正_2一个错误。

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

一,二是传输中叠加的噪声。

8.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一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:一相位连续变化,频率差为

12.码元传输速率为l"s的无码间串扰的奈奎斯特第一准则可以表示为

(0+肛)=C|a<_。

SS

13.假设二进制对称信道的差错率四=10々则(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*104o

14.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—峰值畸变一和一均方畸变.

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。

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。

2.在强干扰环境下,某电台在5分钟内共收到正确信息355MbiI,

<I)假定系统信息速率为1200kbit/s,试问系统误信率E3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,则国是多少?

解:⑴先求所传送的总的信息量。

/8=1200XIQ3X5X60=360^

所传送的错误的信息量

。60-355=5的

则系统误信率B=38=5/360=0.01389

(2)由已知条件12000

则3K*Xiog/=2400种

IB=2400X10?X5X60=720期加

2♦=720-355=365^

则Pb=218=365/720=0.5069

3.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的系统结构图。

匹配滤波器的传递函数与信号频谱的复共貌成正比,(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)

(2分)

(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?

FM系统的制度增益GFM=3B,2(3+1),BFM=2fH(Bf+1)<1分)

增加B,,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。

5.某调制系统如下图所示,为了在输出端同时分别得到力⑴和f2⑴,试确定接收端的C®)

和C2(t)。

发送端接收端

答案:

发送端相加合成以后的发送信号为/“)=工⑺cos供/+人⑺sin用/。(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例/,则解调后的输出为:

工⑺=2/(。cos匈㈠

="⑺cos卯+人(/)sinco^t]x2cosco^\

LPE(2分)

=[工⑺+f\⑺cos2卬+f2⑺sin2卬]\LPF

=Z(0

这时可得到工⑴。

同理,若下支路采用的相干载波为2sin6V,则解调后的输出为:

/a)=2/«)siii吼"

=1fl(0cos卬+&(0sin卬]X2sinco()t\IPF(2分)

="(f)sin2卬+力⑺一人⑺cos2外力\LPF

=人。)

这时可得到人⑺。

由此可以确定q(f)=2COSG(J,c2(t)=2sinco()to

3

6.为了传送码元速率RB=10Baud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。

答案:

5

从三个传输函数都能满足以RB=10Baud的码元速率无码间干扰传输。因此需从三个传输函

数在频带利用率、单位冲出响应收敛速度、实现难易程度等方面的特性,从而选择最好的

个。(1分)

(a)B=2*103HZ,,T|=0.5B/Hz(1分)

(b)B=l*103Hz,,n=1B/Hz(1分)

(c)B=l*103Hz,,1]=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

n“2的加性高斯白噪声;m(l)上限频率为储,本地恢复的载波和发送载波有固定的相位差

BPF带宽为2f”LPF上限频率为fH。试求:

(1)该系统的输出信噪比表达式;

(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:

n^t)=n,(r)cosa)ct-nQ(t)sina)(t(1分)

由于与('),2cos(q1—夕)=m(t)cosa)ct-2cos(coct-0)=m(t)cos0+m(t)cos(2d),r-0)

则LPF输出的有用信号外(z)=ma)cosg(1分)

其功率So=%2⑺=e(1分)

ntQ)•2COS(Q/-0)=[n,(t)cosa)j-nQ(r)sina)ct]•2cos(@f-0)

而,

=n,(r)[cos0+cos(2<ycr-6)]—ne(r)[sin0+sin(2<ycz-6)]

则LPF输出的噪声〃o(f)=〃/«)cose-〃oa)sin。(1分)

由于%(。和均值为零,功率均为2〃%,且在同一时刻不相关,所以输出噪声功率:

22

,=E[n1(r)]=E[(nf(r)cos0)]+E[(nQ(r)sin0)]

(1分)

22222

=£[(«/(/)]cos^4-E[/?0(r)]sin0=2/?^(cos19+sinG)=2nJfi

所以,输出信噪比为&=>")8s2(1分)

No2%为

(2)由于£=等0,而Nj=2%4=%,则2=生以(1分)

2N14%人,

S。/——

系统的制度增益G==嘤)呼=2cos20(1分)

2

S/m(7)/4n0/w

2.(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,

(1)(2分)

(2)

信号二进制信息

DPSK相乘d抽样

-------------->带通低通

器判决器

b

延迟

Ts位定时

(2分)

1,1100101?0111111

a

01010'1!01111,1

b

IIIiiiII।

0•0

(共2分)

3.(8分)话音信号m(l)采用13折线A律进行编码,设m⑴的频率范围为0~4kHz,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:

204X

(1)-5.275x——A=-1688A(1分)

6.4

因为-1688A<0

所以ml=O(1分)

又因为1024A<1688A<2048A

所以位于第八段,m2m3m4=111。(1分)

第八段量化间隔为64A

(1688—1024)4=1()所以015m6m7m8=1010

64AJ

编码器输出PCM码组=01111010(1分)

量化误差为1688△-(1024+640]A=24A(1分)

(2)-1664A,(-1664)10=(011010000000)2

所以,均匀量化12位码=011010000000(1分)

(3)采用QPSK方式传输,77nm=18a〃d/4z,依抽样定理,系统的码速率为:

凡=‘竺=32姐叫/

(1分)

噫4

R

Bm.in=32kHz(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)=x,+x3+x2+l(I分)

D2g(x)

G(x)=Dg(x)(1分)

g(x)

11I0100

G=0111010(1分)

0011101

001110

典型生成矩阵G=0100111(1分)

0011101

r

(2)H=PIr=QIr

1011

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