武汉理工大学 通信原理期末考试.docx

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1、武汉理工大学考试试题纸( A卷、闭卷)课程名称 通信原理A(2009.12)专业班级 题号一二三四五六七八九十总分题分 备注: 学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题) 一是非题(正确打,错误打,每题2分,共10分)1出现概率越大的消息,其所含的信息量越大。 ( )2随机过程广义平稳则必将严格平稳。 ( )3恒参信道的特性是可以通过线性网络来补偿的。 ( )4由于DSB信号的调制制度增益是SSB的一倍,所以抗噪声性能比SSB好一倍。 ( )52PSK存在反相工作现象,而2DPSK不存在,所以2DPSK抗噪声性能优于2PSK。 ( )二填空题(每空1分,共10分)1设每秒传送N个M进制

2、码元,则码元速率为_ ,信息传输速率为 。2. 在PCM30/32路基群帧结构中,TS0用来传输_ ,TS16用来传输_ 。3设加性高斯噪声的单边功率谱密度为,输入信号持续时间0T,能量为E,则匹配滤波器在 时刻输出的最大信噪比为 。4已知信道中仅传输11000000,00111000,00000110三个码组,则其可检测 个错码,可纠正 个错码。5. 载波同步的方法一般可分为 和 。 三简答题(每小题5分,共20分)1什么是窄带高斯噪声?它在波形上有什么特点?它的包络和相位各服从什么概率分布?2每路基带信号带宽均为1MHz,对信号分别进行DSB和SSB调制,若采用FDM进行6路信号复用传输,

3、试问至少需要信道带宽是多少?3试比较均匀量化与非均匀量化的特性。4什么是最小码距的概念,其数量大小有什么实际意义和作用?四已知,且。1 画出此已调波的频谱示意图。 (3分)2 画出包络解调器的原理框图。 (3分)3 试求使此AM信号无包络失真的值。 (4分)五若消息代码序列为110000010100001,1. 画出对应的全占空双极性码波形;(2分)2. 画出对应的AMI码波形; (4分)3. 画出对应的HDB3码波形。 (4分)六图1、图2分别给出两种基带系统传输特性 图1 图2 1试分析两个基带系统无码间串扰的最高码元速率。(6分) 2设传输信息速率为3Mbps,图1和图2系统能否实现无码

4、间串扰。(4分)七设某数字调制系统的码元传输速率为1000Bd,载波频率为2000Hz。1若发送数字信息为111010,试画出2ASK信号波形和它的功率谱密度草图。(5分)2数字信息不变,试画出2DPSK信号波形和它的功率谱密度草图(设初始相位为0)。(5分)。八在脉冲编码调制(PCM)系统中,若采用13折线A律编码,设最小量化间隔为1单位,已知抽样脉冲值为-118个单位:试求:1试求此时编码器输出码组,并计算量化误差;(段内码采用自然二进制码);(8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)九某线性分组码的生成矩阵为1. 求监督矩阵H,确定。(4分)2. 写出监督位

5、的关系式及该的所有码字。(6分)武汉理工大学教务处 试题标准答案及评分标准用纸 课程名称通信原理A ( A卷、闭卷) 一是非题(正确打,错误打,每题2分,共10分) 1. ;2;3;4;5 二填空题(每空1分,共10分) 1. N Nlog2M 2帧同步信息 信令信息3t=T 4. 3 1 5插入导频法(外同步法) 直接法(自同步法) 三简答题(每小题5分,共20分)1噪声满足窄带的条件,即其频谱被限制在“载波”或某中心频率附近一个窄的频带上,而这个中心频率又离开零频率相当远。高斯:概率密度函数服从高斯分布。波形特点:包络缓慢变化,频率近似为。包络服从瑞利分布,相位服从均匀分布。 2若采用双边

6、带调制,则每路信号带宽为W212MHz,6路信号复用,至少需要带宽12MHz。若采用单边带调制,则每路信号带宽为W1MHz,至少需要带宽6MHz。3均匀量化:在量化区内,大、小信号的量化间隔相同,因而小信号时量化信噪比太小; 非均匀量化:量化级大小随信号大小而变,信号幅度小时量化级小,量化误差也小,信号幅度大时量化级大,量化误差也大,因此增大了小信号的量化信噪比。4在线性分组码中,两个码组对应位上的数字不同的位数称为码组的距离;编码中各个码组距离的最小值称为最小码距d0,在线性码中,最小码距即是码的最小重量(码组中“1” 的数目)(全0码除外)。d0的大小直接关系着编码的检错和纠错能力。| 四

7、.(共10分) 1. (3分) 2. (3分)3. 无包络失真,则 (2分) 令 所以,的极小值为 则。 (2分)五(10分)1. (2分) 或反相2. (4分) 或反相 3. (4分) 或反相 六(共10分) 1. 图1系统,奈氏带宽= 无码间串扰最高码元速率 (3分) 图2系统,奈氏带宽= 无码间串扰最高码元速率 (3分) 2. 图1系统不能实现无码间串扰传输 (2分) 图2系统能实现无码间串扰传输 (2分) 七(共10分) 1 (2分)(3分)2. (2分) 或反相 (3分)八(共10分)1. 极性码:-1180 C1=0 (2分) 段落码:64118128 抽样值位于第4段 C2C3C

8、4=011 (2分) 段内码:(118-64)/413.2 C5C6C7C8=1101 (2分) PCM码组为00111101 量化电平=-118|量化误差|抽样值-量化电平| |118-|0 (2分)2. 转为11位码为:00001110110 (2分) 九1 (2分) (2分) 2 (3分)(000000,001011,010110,011101,100101,101110,110011,111000) (3分) 武汉理工大学考试试题纸(B卷、闭卷)课程名称 通信原理A(2008.12)专业班级 题号一二三四五六七八九十总分题分 备注: 学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题一是

9、非题(正确打,错误打,每题2分,共10分)1随机过程的频谱特性能用它的傅里叶变换表达式来表示。 ( )2采用纠错编码技术的目的是提高数字通信系统的可靠性。 ( )3在数字通信系统中,位同步器是必不可少的单元。 ( )4纠错编码器输出信号的信息速率等于输入信号的信息速率。 ( )5在双边带信号中插入强载波,可用包络检波法解调出基带信号。 ( )二填空题(每空1分,共10分)1香农公式表明通信系统的_和_ _指标是一对矛盾。2模拟调制方式分_ 和_ 两大类,其中 调制方式占用的带宽最窄,为 。3在相干解调中,要求s(t)与发送端实现载波同步,解调后的脉冲信号对准最佳取样判决位置的过程叫 ,把各组数

10、据区别开来则需要 。4线性分组码(n,k),若要求它能纠正3个随机错误,其最小码距为 ,若要求它能纠正2个随机错误,同时检测3个随机错误,则其最小码距为 。三简答题(每小题4分,共20分)1什么是窄带高斯噪声?它在波形上有什么特点?它的包络和相位各服从什么概率分布?2什么叫码间串扰?码间串扰会产生什么影响?系统满足无码间串扰的条件是什么?3量化的目的是什么?什么是均匀量化?均匀量化有什么缺点?4DSB和SSB系统的调制制度增益各是多少?两者的抗噪声性能是否相同?为什么?5简要说明通信系统中同步的作用,常用的通信系统同步技术有哪些? 四二进制等概数字信号在系统中1min传送了18000bit的信

11、息量。1码元速率是多大?(5分)2若改用8进制数字信号,1min同样传送18000bit的信息量,其码元速率又是多大?(5分)五已调信号Sm(t)=(1+cos10pt)cos100pt。1画出Sm(t) 波形和包络检波后的输出波形;(5分)2能否用包络检波法进行解调,说明理由,画出解调器原理框图。(5分)六二进制绝对码元序列10011101,码元速率为1200Baud,载频Hz,画出该信号2DPSK已调信号波形,若采用差分相干接收,试画出其原理框图。(10分) 七设基带系统的频率特性如图1所示。 (a) (b)1 若以2/T Bd速率传输信号,讨论二进制情况下各系统是否可以实现无码间串扰传输

12、。(4分)2. 若以8/T bit/s速率传输信息,讨论多进制情况下各系统是否可以实现无码间串扰传输。(6分)八在脉冲编码调制(PCM)系统中,若采用13折线A律编码,设最小量化间隔为1单位,已知抽样脉冲值为-138个单位:试求此时编码器输出码组,并计算量化误差(段内码采用自然二进制码)。(10分)九某线性分组码的生成矩阵为3. 求监督矩阵H,确定。(4分)4. 写出监督位的关系式及该的所有码字。(6分)武汉理工大学教务处 试题标准答案及评分标准用纸 课程名称 通信原理A (B卷、闭卷) 一是非题(正确打,错误打,每题2分,共10分) 1. ;2;3;4;5二填空题(每空1分,共10分)1.

13、有效性;可靠性;2. 幅度调制(或线性调制);角度调制(或非线性调制);SSB;基带信号带宽;3. 位同步(码元同步);群同步(帧同步)4. 7;6 三简答题(每小题4分,共20分) 1. 噪声满足窄带的条件,即其频谱被限制在“载波”或某中心频率附近一个窄的频带上,而这个中心频率又离开零频率相当远。高斯:概率密度函数服从高斯分布。波形特点:包络缓慢变化,频率近似为。包络服从瑞利分布,相位服从均匀分布。2码间串扰:其它码元的抽样值在本码元产生干扰输出,从而影响本码元的正确判决的现象。码间串扰的影响:它会影响本抽样时刻抽样判决值,从而增大了基带传输系统的误码率。系统无码间串扰的条件:时域条件: (

14、为整数);频域条件: , 3量化的目的是将抽样信号在幅值上进行离散化处理,即将无限个可能的取值变为有限个。均匀量化是量化间隔相等的量化,其主要缺点是无论抽样值大小如何,量化噪声的均方根值(功率)都固定不变,因此当信号较小时,信号的量化信噪比也很小,难以满足通信系统的要求。4. GDSB=2,GSSB=1,从整个系统来说,在相同的发射功率、相同的噪声环境下,两者的抗噪声性能是相同的。虽然两者接收机的制度增益不同,但SSB系统带宽是DSB系统的一半,因而进入接收机的噪声带宽也是DSB系统的一半,因此最终两者的抗噪声性能是相同的。 5同步是通信系统中的一个重要的实际问题,没有同步系统,则通信系统无法

15、正常工作。当采用同步解调时,接收端需要相干载波;接收端还需要与接收码元的重复频率和相位一致的码元同步信号;接收端需要与发送的数字流中“字”和“句”起止时刻相一致的定时脉冲序列,即群同步。常用同步技术:载波同步,位同步,群同步。 四(10分)1每符号的信息量为log21bit(2分)码元速率18000/60300baud(3分)2每符号的信息量为log83bit(2分)码元速率18000/(60*3)100baud(3分)五(10分)Sm(t)| (2分) (2分)| (2分)可以用包络检波器解调,因为调制信号不小于0,也可以采用相干法解调。 (4分) 六(10分)1相对码为:00010110或

16、11101001(3分)2 2DPSK的信号波形(3分) 或(4分)七(10分)1 图(a)为理想矩形,无码间串扰的最大码元速率为,但不是的整数倍,故有码间串扰。(2分) 图(b)为理想矩形,无码间串扰的最大码元速率为,故无码间串扰。(2分) 2图(a):当传输的信号为256进制时,信号码元速率为1/T,无码间串扰的最大码元速率为无码间串扰。(3分)图(b):当传输的信号为4进制时,信号码元速率为4/T,无码间串扰。(3分)八(10分)极性码:-1380 C1=0 (2分) 段落码:128138加密器编码器调制器信道解调器译码器解密器信宿 噪声 信源与信宿:信息源,可以是模拟,也可以是数字。加

17、密与解密:为了提高所传信息的安全性,按照加密算法,使其变为密文再发送,接收时,利用密钥恢复成原来的信息。编码与译码:信源编码,完成A/D转换,将数字信号进行压缩;信道编码,对传输的码元加入监督码,提高通信系统的可靠性。调制与解调:将数字基带信号的频谱搬移到高频处,以适合在信道中传输,数字解调是数字调制的逆过程。噪声:通信系统的各个环节都有噪声,因为信道内噪声对通信的影响最大,因此集中在信道中表示。 2若采用双边带调制,则每路信号带宽为W21.53MHz,考虑留出保护带(各路信号频谱之间的空白带),10MHz带宽的信道最多可复用3路信号。若采用单边带调制,则每路信号带宽为W1.5MHz,考虑留出

18、一定的保护带,10MHz带宽的信道最多可复用6路信号。3. 码间串扰:其它码元的抽样值在本码元产生干扰输出,从而影响本码元的正确判决的现象。码间串扰产生的原因:由于系统传输总特性(包括收、发滤波器和信道的特性)不理想,导致码元的波形畸变、展宽和拖尾。码间串扰的影响:它会影响本抽样时刻抽样判决值,从而增大了基带传输系统的误码率。4均匀量化:在量化区内,大、小信号的量化间隔相同,因而小信号时量化信噪比太小; 非均匀量化:量化级大小随信号大小而变,信号幅度小时量化级小,量化误差也小,信号幅度大时量化级大,量化误差也大,因此增大了小信号的量化信噪比。5在线性分组码中,两个码组对应位上的数字不同的位数称

19、为码组的距离;编码中各个码组距离的最小值称为最小码距d0,在线性码中,最小码距即是码的最小重量(码组中“1” 的数目)(全0码除外)d0的大小直接关系着编码的检错和纠错能力。| 四.(10分)11小时传输的码元数为1*1000*360036*105 (2分) 误码率为 (2分)21小时传输的信息量为 (3分)因错误信息量为10bit,故误信率为 (3分)五(10分) 本地载波与DSB信号相乘后为 (3分) 经LPF后得到 (3分) 可见,若,则解调输出功率下降,即相位误差使解调输出功率下降。 ,则解调输出发生失真。 (4分)|六(10分) 1系统传输函数是一个幅度为1,宽度为的门函数。(5分)

20、由图可见,当时(为整数),无码间串扰,即无码间串扰的码速率为 2设传输独立等概的M进制信号,则 (5分) (n1,2,.) 即当采用进制信号时,码速率,可以满足无码间串扰条件。| 七(10分) 1. 2FSK信号波形 (4分)22FSK信号的功率谱密度草图 (4分)6 不能采用非相干解调器解调,因为,与信息速率相等,两个2ASK信号的频谱重叠。2FSK非相干解调器上、下两个支路的带通滤波器不可能将两个2ASK信号分开 (2分)可以用相干解调器解调。上下两个支路中的低通滤波器的带宽可以小于码速率,差频可被低通滤波器滤掉。对抽样判决无影响。也可以采用过零检测法。还可以采用最佳接收机解调此2FSK信号。 八(10分)1若选择抽样频率为6kHz,则每路信号都符合抽样定理的要求。不考虑帧同步码、信令码,帧结构如图每帧共6个时隙,每个时隙占有的时间宽度为27.8,码元宽度为3.5 (5分) 2信息速率为 (6000帧/秒)*(6时隙/帧)*(8bit/时隙)288 bit/s 信号最小传输带宽为 kHz (5分) 九(10分) 1 (2分)许用码组: (5分)同理,所有许用码组为0000000 10011100011101 10100110100111 11010010111010 1110100令,所以 (3分)

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