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武汉理工大学通信原理期末考试试题及答案

武汉理工大学

一. 填空题

1.按照调制方式分类,可将通信系统分为通信系统按照信号特征分,包括_______和_______。

2.如果二进制独立等概信号的码元宽度为0.4ms,则码元速率为_______,信息速率_______;

若改为四进制信号,码元宽度不变,码元速率为_______,信息速率_______。

3.线性调制包含四种方法:_______、_______、_______和_______。

4.时域均衡准则包括_______和_______。

5.数字带通系统三种基本键控方式为:_______、_______和_______。

6.在数字通信系统中,同步包括_______、_______、_______和网同步四种同步类型。

7.采用时域均衡的目的是_______。

8.对一个频带限制在(0,4)kHz的连续信号进行抽样时,应要求抽样间隔不大于_______。

二. 简答题(4小题,每小题5分,共20分)

1.简述通信系统中采用调制的目的。

2.简述奈奎斯特第一准则及其物理意义。

3.简述香农公式,并简要说明信道容量和各个参数的关系。

4.已知信息代码写出相应的HDB3码。

三. 综合分析题

1.设发送的二进制信息为10101,码元速率为1200B

1)当载频为2400Hz时,试分别画出2ASK、2PSK及2DPSK信号的波形;

2)2FSK的两个载波频率分别为1200Hz和2400Hz时,画出其波形;

3)计算2ASK、2PSK、2DPSK和2FSK信号的带宽和频带利用率。

2.对抑制载波双边带信号进行相干解调,设接收信号功率为2mW,载波为100kHz,设调制信

号m(t)的频带限制在4kHz,信道噪声双边功率谱密度P n(f)=2×10-6mW

1)求该理想带通滤波器的传输特性H(ω);

2)求解调器输入端的信噪比;

3)求解调器输出端的信噪比;

3.采用13折线A律编码,已知抽样脉冲值,计算编码器输出码组、量化误差、均匀量化11

位码。

4.巴克码的相关分析,包括自相关函数值、群同步码识别器原理框图、识别器输出波形。

5.无码间串扰判别计算。

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。

4、一个均值为零方差为2n σ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:)1(log 2N

S B C +=。 7、设调制信号为f (t )载波为t c ωcos ,则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为

t t f c ωcos )(,频域表达式为)]()([2

1c c F F ωωωω-++。 8、对最高频率为f H 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 2f H 、 2f H 、 f H 。

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,μ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;图中央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)

一个频带限制在(0,f H )内的时间连续信号m(t),如果以H 21f ≤

T 的时间

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

三、画图题(总分20分,共3小题)

1、已知调制信号()()t t m π2000cos =载波为t π410cos 2,分别画出AM 、DSB 、SSB (下边带)信号的频谱。(6分)

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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)

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1

AMI HDB3AMI

HDB3+1 0 0 0+V-B 0 0-V 0 0+1-1+B 0 0+V-1

+1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0-1+1 0 0 0 0-1

+1 0 0 0+1-1 0 0-1 0 0+1-1+1 0 0+1-1

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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T s =2T c ,“1”对应T s =T c ;其余信号T s =T c ,其中T s 为码元周期,T c 为载波周期;对2DPSK 信号,0=??代表“0”、0180=??代表“1”,参考相位为0;对2PSK 信号,0=?代表“0”、0180=?代表“1”。)(8分)

OOK

2FSK

2PSK

2DPSK 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0

OOK

2FSK

2PSK 2DPSK

1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0

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,各符号间相互独立,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)符号)/(38log log 22bit M H === ——(2分)

(2)T s =0.1ms ,所以Baud 10000R s

T 1B == 30kbit/s 310000H R R B b =?=?= ——(2分)

(3)216Mbit/s 3600210303=???=?=t R I b ——(3分)

(4)误比特率 761025.110

21627-?=?=b P ——(2分) 2小时传送的码元数为7B 107.23600210000t R N ?=??== 误码率为:761075.310

7227-?=?=e P ——(3分) 五、(总分12分)设某信道具有均匀的的双边噪声功率谱密度()Z n H W f P /105.03-?=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 )的频带限制在5K H Z ,而载波为100 K H Z ,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,理想带通滤波器的中心频率为(kHz)5.10252

11000=?+=f ——(3分) (2)解调器输入端的噪声与已调信号信号的带宽相同,

W B f P N n i 5105105.02)(233=????=??=- ——(3分)

已知S i =10kW ,所以 20005

10103=?=i i N S ——(3分)

(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

200000==i

i N S N S ——(3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>64,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=64+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-(64+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)