电子科技大学2013年通信原理期末考题A卷及答案

学院姓名学号任课老师考场教室__________选课号/座位号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……第1页共页电子科技大学2013-2014学年第1学期期末考试A卷课程名称：通信原理考试形式：一页纸开卷考试日期：2014年1月11日考试时长：_120__分钟课程成绩构成：平时10%，期中10%，实验10%，期末70%本试卷试题由_____部分构成，共_____页。题号一二三四五六七八九十合计得分一、某信源的符号集由A、B、C和D组成，这4个符号是相互独立的。每秒钟内A、B、C、D出现的次数分别为500、125、125、250，求信源的符号速率和信息速率。(共10分)解：信源的符号速率为5001251252501000/sRsymbols(4分)每个符号出现的概率为1111,,,2884PAPBPCPD(2分)信源熵2111113()log13321/28844MiiiHXPPbitsymbol(2分)信源的信息速率为7()10001750/4bsRRHXbits(2分)二、对模拟信号()2cos(2000)4cos(4000)mttt进行线性PCM传输，量化器设计范围为[-10,10]，PCM码字字长为16位。求：(共10分)1．无失真恢复()mt允许的最大采样时间间隔是多少？(5分)2．量化信噪比是多少？(5分)解：1．()mt的带宽2000BHz，最小采样频率min24000sfBHz最大采样时间间隔是maxmin1/0.00025ssTfs(5分)2．()mt的功率4161022mP(2分)均匀量化信噪比22106.024.7710log6.024.7710log106.02164.7710(12)91.09qSnDnNdB(3分)三、已知某模拟基带信号m(t)的带宽为5kHz，发送端发送功率为Pt，接收功率比发送功率低50dB。信道中加性高斯白噪声的单边功率谱密度为N0=10-10W/Hz，如果要求系统输出信噪比不低于30dB。试求：（共10分）1．如果采用DSB调制，发送功率Pt最小为多少？（5分）2．如果采用SSB调制，发送功率Pt最小为多少？（5分）得分得分得分学院姓名学号任课老师考场教室__________选课号/座位号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……第2页共页注：接收机采用如下相干解调方式：解：1．采用DSB调制时，系统的解调增益为：_2DEMDSBG（1分）因此解调器输入信噪比：3010_1111050022iooDEMDSBSSSNGNN（1分）采用相干解调，噪声功率为：10360221051010ioNNNBW（1分）因此解调器输入端的信号功率为6450050010510iiPNW（1分）考虑发射机输出端到解调器输入端之间的50dB传输损耗，可得发射机输出功率50itPdBPdBdB所以，最小发射功率为：505041010101051050tiPPW（1分）2．采用SSB调制时，系统的解调增益为：_1DEMDSBG（1分）因此解调器输入信噪比：3010_1101000iooDEMDSBSSSNGNN（1分）采用相干解调，噪声功率为：1037010510510ioNNNBW（1分）因此解调器输入端的信号功率为7410001000510510iiPNW（1分）考虑发射机输出端到解调器输入端之间的50dB传输损耗，可得发射机输出功率50itPdBPdBdB所以，最小发射功率为：505041010101051050tiPPW（1分）四、已知某单频调频波的振幅为10V，瞬时频率为fi(t)=108+104cos2πfmt，其中fm=103Hz。试求：（共10分）1．已调信号的表达式与其传输带宽BT（6分）；2．若将调制信号的fm频率翻倍，带宽变为多少？（4分）解：由题可知，基带信号带宽为B=fm.1．该FM信号的瞬时相移为：8483()2()2(1010cos2)=21010sin(210)imtftdtftdttt（2分）于是，83()10cos(21010sin210)FMsttt（1分）4434max10cos210cos21010mffttHz（1分）信号带宽为：43max2221021022TBfBkHz（2分）得分学院姓名学号任课老师考场教室__________选课号/座位号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……第3页共页2．若3210mfHz,最大频偏为：4434max10cos210cos221010mffttHz（2分）信号带宽为：43max22210221024TBfBkHz（2分）五、设十六进制基带传输系统的传输特性为00144fHfrectff。（共10分）1.试确定该传输系统的绝对带宽；（3分）2.试确定可以实现无ISI的最大传输速率；（4分）3.求该系统的最大频带利用率；（3分）解：1.信道的绝对带宽是,02Bf(3分)2．无ISI的最大传输速率为004,16sbRfRf(4分)3．系统的最大频带利用率为2/ssTRBaudHzB，8/bbTRbpsHzB(3分)六、采用理想LPF接收的双极性NRZ信号传输系统如图所示。发送信号峰值幅度为10V，数据速率为10kbps；信道对传输信号的功率衰减20dB，信道的单边噪声功率谱密度N0为610/WHz；0、1代码等概出现。若LPF的带宽B取接收信号的第一零点带宽，计算：（共10分）1.接收机的最佳门限TV；（5分）2.系统输出序列ˆna的误码率是多少？（用.Q表示）（5分）解：发送信号幅度为10V，则接收信号幅度为A=1v。（1）01-1,1ssyy最佳门限1002ssTyyV（2）系统输出序列ˆna的误码率2210220()(1-1)41044410ssenyyPQQQQNB（）七、QPSK系统的输入二进制信息序列为100000100111，请写出：（共10分）1.载波相位序列（B方式）；（5分）2.若该QPSK信号带宽为4800Hz，那么信号的理论最大传输速率Rs与Rb分别是多少？（5分）得分得分得分学院姓名学号任课老师考场教室__________选课号/座位号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……第4页共页解：1.10000010011134、54、54、34、74、4（5分）2.0211QPSKsBfRmax48001QPSKssQPSKBRRBBd（3分），max9600bRbps（2分）八、无码间干扰数字频带传输系统的传输特性是滚降因子为0.25的升余弦滚降滤波器，可传输的最大码元速率为2400Baud。求：（共10分）1.若采用2PSK信号进行传输，则该频带传输系统的（绝对）带宽与最大频带利用率为多少bit/s/Hz；（5分）2.若采用2DPSK信号进行传输，且接收端Eb/N0=18，则该系统相干接收与差分相干接收的误码率分别为多少？（可使用Q(x)函数和指数函数表示）（5分）解：1.采用2PSK信号，0max2113000sBfRHz（2分）maxmax2400/bsRRbs（1分）maxmax24000.8//3000bRbitsHzB（2分）2.采用2DPSK信号，Eb/N0=18相干接收：02223626bbEPQQQN（3分）差分相干接收：0/189117.61022bENbPee（2分）九、输入的二进制序列为1110011100000011，请(共10分)1.给出MSK信号的相位轨迹图，令00；（5分）2.写出MSK信号的两个主要优点。（5分）解：相位轨迹图(5分)得分得分得分学院姓名学号任课老师考场教室__________选课号/座位号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……第5页共页如：(5分)优点1：恒包络，可以用高效率的C、D类放大器放大优点2：具有最小调制指数，带宽最小十、数字通信系统传输速率为2Mbps，发送过程如下图。（共10分）1.试估算()MSKst信号的中心频率与频带上下边界，并图示之；（5分）2.试问输出BPF的中心频率与带宽应该如何取何值，并图示之；（5分）MSK调调调na15cfMHzMSKstSSB调调调(调调调)2100cfMHzBPFst解：1）MSK已调制信号带宽为1.5Rb，即3MHz。（1分）因此()MSKst的中心频率是5MHz（1分），频带上下边界分别是5-1.5=3.5（MHz）与5+1.5=6.5（MHz）。（1分）;图（2分）2）SSB下边带已调制信号频带如图。可见输出BPF的中心频率与带宽应该为95MHz与3MHz。（3分）;图（2分）15cfMHz51.53.551.56.52100cfMHz951.593.5951.596.595MHz得分