通信原理试题(卷)-20090616-含答案解析

北京航空航天大学2008～2009学年第2学期通信原理期末考试题答案（2009年6月16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、填空题（共35分，每空1分）1．在M进制数字调制中，每个符号可以携带_______________比特信息，因此当信道频带受限时，可以使_________________速率增加，最大频带利用率可以达到____________。2．1B2B码的功率谱的第一零谱点带宽是普通二元码的__________，在1B2B码中，___________________码和_______________码在提取位定时信息时存在相位不确定问题，_____________码的信号能量主要集中在二分之一码速以下的频率范围内。3．平顶抽样引起的信号频谱失真常称为________________。为了抵消这种失真，接收端采用频率响应为__________________滤波器进行补偿。4．在部分响应基带传输系统中，为了避免因__________________而引起的“差错传播”现象，可以在发送端先进行_______________。5．（n,k）线性分组码可以指示___________个误码图样。当k=5时，至少需要_______位监督码才能纠正1位或1位以上的错误。6．奇偶校验码的最小码距为_______，能够检测出___________个错。7．时域均衡器实际上是一个______________，它应位于接收端的__________之后，_____________之前。当要消除2N个码间串扰时，则其抽头级数应该为____________。8．某调角信号的时域表达式为738sin(2106sin410)()ttV，则该信号的平均功率为___________。若调频灵敏度为31210/()radsV，则调制信号表达式为________________________。9．A律PCM体系的基群速率是___________，可同时传输_________路数字电话。10．在我们所学的编码中，__________是信源编码，_____________是信道编码。11．在正交2FSK系统中，最小的频差为____________。12．设信息速率为1.2kbit/s，则2ASK信号和QPSK信号的谱零点带宽分别为_____________和_____________。13．通过眼图可以观察到___________和____________的大小。14．在AM广播系统中，规定每个电台的标称带宽为9KHz，这意味着其音频信号最高频率为___________。在FM广播系统中，规定每个电台的标称带宽为180KHz，调制指数为5，这意味着其音频信号最高频率为___________。15．包络检波器因其解调时____________性而存在___________效应。为克服之，要求在检波器输入端满足___________条件。二、简答题（共25分）1．（6分）请指出下列电路系统的输出s(t)是何种调制信号，图中K为常数。m(t)coswct∑KK|m(t)|max++s(t)（1）m(t)积分∑-π/2coswct(注：当x很小时，sinx≈x,cosx≈1)+s(t)（2）－m(t)移相－90°移相－90°coswct++s(t)（3）m(t)积分器相位调制s(t)（4）m(t)微分器频率调制s(t)（5）2．（8分）若收发两端的载波不能做到同频或者完全同相，还可以完全恢复出基带信号吗？以DSB相干解调为例，对比分析本地载波信号分别为cos(ctt）和cos(ct）对解调结果的影响。3．（5分）采用13折线法A律编码，最大值归一化后分为4096个量化单位。若输入信号样值为-37Δ，试写出：（1）编码码组；（2）译码输出和量化误差。4．（6分）简述香农有扰信道的编码定理，并阐述码长、信息传输速率、信道容量，与编码错误概率之间的关系。三、综合题（共40分）1．（10分）下图所示系统中调制信号()mt的均值为0，功率谱密度为(1)2()0mmmmmfNfffPfff；白噪声()nt的双边功率谱密度为0()2nNPf；BPF为理想带通滤波器，LPF为理想低通滤波器。求相干解调的输入信噪比、输出信噪比以及调制增益。-90oBPFLPF()mtcosctsinct()mSt()nt相相相相相cosct2．（10分）下图（a）为采用包络检波器的匹配滤波器形式最佳接收机框图。1()coscstAt，0(4)ctTT，匹配滤波器h(t)对s1(t)进行匹配；分别表示”1”、”0”，如图(b)所示。若设加性高斯白噪声（AWGN）单边功率谱密度为n0，试求：（1）匹配滤波器冲击响应h(t)表达式；（2）已知系统误码率12121202{[]}2ssssbEEEEPQn，其中ES1、ES2分别为s1(t)、s2(t)的符号能量，ρ为它们的相关系数，求误码率Pb的具体表达式；（3）若输入y(t)对应与信息代码110100，画出各点波形；（4）确定最佳抽样时刻t0以及判决门限值VT。匹配滤波器h(t)包络检波器抽样判决位同步门限VTa(t)b(t)c(t)bs(t)(a)y(t)ATTS1(t)S2(t)(b)3．（10分）某通信系统发射端方框图如图所示，设输入模拟信号最高频率为3MHz，线性PCM采用奈奎斯特频率抽样，量化电平数为16，升余弦滚降系数为0.6。试求：（1）线性PCM器输出信号的信息速率Rb1。（2）余弦滚降滤波器输出信号的信息速率Rb2和带宽Bb。（3）若采用2PSK调制，求其输出信号的码元速率和带宽（保持信息速率不变）。（4）若采用16QAM调制，求其输出信号的码元速率和带宽（保持信息速率不变）。线性PCM余弦滚降调制Ｒb1Ｒb2BbRbBb4．（10分）若（7，3）循环码的生成多项式为42()1gDDDD（1）请画出用g(D)除法电路实现（7，3）系统循环码的编码电路。（2）若信息码为011，请写出系统码的码组。（3）若译码器输入是1011011，求其校正子，若该码有错误，纠正之，并给出正确的许用码组。答案：1,2logM，信息传输，2log/(1/)MbitsHzBdHz或2.两倍，曼彻斯特/数字双向/分相，（题有误，送1分），密勒3.孔径失真，/2sin(/2)(或反sinc型)4.相关编码（部分响应编码），预编码5.21nk，46.2，1（或奇数）7.横向滤波器，接收滤波器，抽样判决，2N+18.32，32cos(410)tV9.64Kbps,3010.PCM(脉冲编码调制),循环码/卷积码/线性分组码/奇偶校验码11.12sTHz12.2.4KHz，1.2KHz13.噪声，码间串扰（答噪声容限/抽样间隔等也给分）14.4.5KHz，15KHz15.非线性，门限，大信噪比简答：1.（1）常规调幅；（1分）（2）窄带调频；（1分）（3）下边带调制（LSB）（只答SSB得1分）（2分）（4）间接调频（调频）（1分）（5）间接调相（调相）（1分）2．解调器模型为)(tS)(0tS)(tSDSB)cos()(wttwtcc相乘输出)]2cos())[cos((21)cos(cos)()(wttwwttmwttwtwtmtsccc经LPF后得到)cos()(21)(wttmtSd讨论，分别设以下两种特殊情况：1）设)cos()(21)(0,0tmtSwd时，，（2分）输出信号的幅度将受到衰减，衰减程度取决于的大小。当2/时，输出信号为零。当2/时，幅度受到衰减且符号也要改变。（2分）2）设)cos()(21)(0,0wttmtSwd时，，（2分）当两端的载波只有频率误差时，解调输出仍为双边带调幅信号，但该信号的载波角频率为w，输出信号产生明显失真。（2分）3.（1）极性码C1=0（极性为负），段落码C2C3C4=001，位于第二段32-64，Δk=2Δ。段内码C5C6C7C8=0010，所以：C=00010010（3分）（2）译码结果为-(36Δ+2k)=-37Δ,于是量化误差为0。（2分）4.信道编码定理：对于一个给定的有扰信道，若信道容量为C，只要发送端以低于C的速率R发送信息（R为编码器的输入二进制码元速率），则一定存在一种编码方法，使编码错误概率P随着码长n的增加，按指数下降到任意小的值。表示为()nERPe（3分）关系：（1）在码长及发送信息速率一定的情况下，为减小P，可增大信道容量。（1.5分）（2）在信道容量及发送速率一定的条件下，增加码长，可以使错误概率指数下降。（1.5分）LPF综合题：1.ˆ()()cos()sinmccstmttmtt为下单边带调幅信号，解调器输入信号功率为22ˆ()[()cos()sin]imccSStmttmtt2222222ˆˆ()cos()sin2()()cossin11ˆ()()()22ccccmttmttmtmtttmtmtmt式中的2()mt是()mPf的面积21()()2222mmmmmNNfmtPfdffBPF的输出噪声是()()cos()siniccscntnttntt其功率为ioNNB，B是BPF的带宽。按照合理的设计，B应该等于()mSt的带宽，即mBf，于是iomNNf。解调器输入信噪比为2imiioSNNN解调器输出信号为1()()2omtmt，功率为221()()48mmooNfSmtmt解调器输出噪声为1()()2ocntnt，功率为220[()][()]444cimoEntEntNfN输出信噪比2omoooSNNN调制制度增益为1aiG2.(1)1()coscstAt，0(4)ctTt11()()cos()cos()cchtsTtATtAtst（2分）（2）2()0st，0，（1分）21124bsAEET,（1分）200()()4bbEATPQQnn（1分）(3)（3分）(4)0tT，24TAVT（2分）3.（1）max3fMHz，max26sffMHz（1分）量化电平数M=16，编码位数2log4NM（1分）于是，61461024/bsRNfMbits（1分）（2）2124/bbRRMbits，（1分）6222110.6,241019.2122bbbbbRBRMHzB（2分）（3）2224BpskbRRMbd，（1分）22219.238.4pskbBBMMHz（1分）（4）162164BQAMbRRMbd，（1分）1621138.49.644QAMPSKBBMHzMHz（1分）4.(1)输入输出(3分)（只要画出长除法电路就可给分）（2）由g(D)获得生成矩阵：101110001011100010111G（2分）化简为典型生成矩阵：100101101011100010111G（1分）当信息码为011时，1001011011010111000101110111001AMG(2分)（也可从长除法来求得）22219.238.4pskbBBMMHz（3）监督矩阵：1101000011010011100101010001H（1分）101111100111101101101111000010000100001TSBH（2分）和H对比，可发现6543210[]Bbbbbbbb中的4b出现错误，所以，纠正之后