2015年北京邮电大学通信原理期末试题答案.pdf

北京邮电大学北京邮电大学 2012015 5 2012016 6 学年第学年第 I I 学期学期 通信原理 期末考试试题 A 卷 考 试 注 意 事 项 一 参加考试须带学生证或学院证明 未带者不准进入考场 二 学生必须按照监考教师指定座位就坐 三 书本 参考资料 书包等与考试无关的东西一律放到考场指定位置 四 不得自行携带草稿纸 本试卷的背页以及最后一页可作为草稿纸 五 答题必须写在规定的位置 也可做在背面并有清晰标注 不能做在草 稿纸上 六 不得使用计算器 考试课 程 通信原理 考试时间 2016 年 1 月 22 日 题号 一 二 三 四 五 六 七 总分 满分 28 12 12 12 12 12 12 100 得分 阅卷教 师 一 选择填空 每题 1 分 最高得 28 分 在候选答案出选出最佳 的 一个 答案写在下面的答题表中 写在别处不得分 空格号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C A B C C A D B D 空格号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 B A B A A D A B C A 空格号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 答案 B B C C B A B D A C 1 M 进制调制中符号能量 Es与比特能量 Eb的比值是 1 符号速率 Rs与比特速 率 Rb的比值是 2 1 2 A 1 B 2 log M C 2 1 log M D M 2 设数据速率是 400bit s 正交 4FSK 中相邻两个频率之差最小是 3 Hz 3 A 100 B 200 C 300 D 400 A 卷第 1 页 共 12 页 姓名 班级 班内序号 学号 3 与 QPSK 相比 OQPSK 的主要优点是 4 4 A 包络起伏大 B 包络起伏小 C 频谱效率高 D 误比特率小 4 对于相同的 Eb N0 QPSK 的误比特率与 5 的误比特率相同 5 A OOK B 2FSK C 2PSK D DPSK 5 与 2PSK 相比 DPSK 具有抗 6 的优点 6 A 信道失真 B 非线性失真 C 相位模糊 D 符号间干扰 6 1 0 0与 0 0 1之间的汉明距离是 7 欧氏距离是 8 7 8 A 2 B 1 C 0 D 2 7 某带通信号的频带范围是 17kHz 21kHz 对此信号进行采样 不发生频谱混 叠的最小采样率是 9 kHz 9 A 8 B 8 4 C 21 D 42 8 M 进制数字通信系统中 若满足下列条件中的 10 则按似然概率最大判决等 效于按欧氏距离最近判决 10 A M 个发送符号先验等概 B M 个星座点排在一个圆上 C M 个星座点排成一条直线 D 信道噪声是加性高斯白噪声 9 A 律十三折线编码器中的量化属于 11 假设编码器输入的动态范围是 16 16 若输入样值是 7 8 则输出的 8 比特码字中 极性码是 12 段落码是 13 段内 码是 14 11 A 均匀量化 B 对数量化 C 最优量化 D 矢量量化 12 A 1 B 0 C D 13 A 111 B 110 C 101 D 100 14 A 1111 B 1110 C 1101 D 1100 A 卷第 2 页 共 12 页 140 10 对基带信号 cos 12m tt 按速率 fs 1 Ts进行理想采样得到 s x t 然后通 过一个截止频率为 fs 2 增益为 Ts的理想低通滤波器 输出为 y t 在下列频谱 图中 15 是 m t的频谱 若 s f 20Hz 则 s x t的频谱是 16 y t的频谱是 17 若 s f 10Hz 则 s x t的频谱是 18 y t的频谱是 19 当 fs 20Hz 时 y t 20 当 fs 10Hz 时 y t 21 15 16 17 18 19 A B C D 20 21 A costp12 B costp8 C costp4 D costp6 11 下列 2PSK 载波提取框图中 22 是平方环 23 是科斯塔斯环 22 23 A B C D f O 66 6 f O14 1426 6 26 4 4 f O 4 4 6 f O14 1426 6 26 平方 窄带滤波 或锁相环 平方 窄带滤波 或锁相环 二分频 移相器 环路 滤波器 VCO 低通滤波器 低通滤波器 移相器 环路 滤波器 VCO 低通滤波器 低通滤波器 A 卷第 3 页 共 12 页 姓名 班级 班内序号 学号 12 下列调制框图中 24 是 8PSK 25 是 OQPSK 26 是 16QAM 24 25 26 A B C D 13 某线性分组码的生成矩阵为 1001011 0101110 0010111 G 该码是编码率为 27 的 28 码 其监督矩阵为 H 29 已知该码的译码器可纠正 1 位错 若译码器接 收到 y 0100000 则译码结果是 30 27 A 1 7 B 3 7 C 4 7 D 1 28 A 非系统 B 奇偶校验 C 重复 D 系统 29 A 1101000 0110100 0100011 1010001 B 1101000 0010100 1110010 1010001 C 1101000 0110100 1110011 1010001 D 1101000 0110100 1110010 1010101 30 A 0101110 B 0010100 C 0000000 D 1010011 cos 2 fct 脉冲 成形 串 并 变 换 映射为 4电平 脉冲 成形 sin 2 fct 映射为 4电平 cos 2 fct 脉冲 成形 sin 2 fct 串 并 变 换 映射 为 1 映射 为 1 脉冲 成形 Tb cos 2 fct 脉冲 成形 串 并 变 换 星座 映射 脉冲 成形 sin 2 fct cos 2 fct 脉冲 成形 映射为 16电平 串 并 变 换 A 卷第 4 页 共 12 页 140 二 12 分 某二进制调制系统在 0 Tb 内等概发送 c cos 2f t 其中 c f是 1 Tb 的整倍数 接收框图如下所示 判决器输入yaz 中的 a 是 c cos 2f t 形 成的输出 z 是功率谱密度为 N0 2 的白高斯噪声 nw t 形成的输出 试求 a 的值 z 的均值及方差 z 的概率密度函数 以及发送 c cos 2f t 条件下 y 0 的概率 答案 3 分 b b cc 0 b 2 cos 2cos 2d 2 T T af tf tt T 2 2 2 分 z 的均值 0 方差 0 2 N 概率密度 2 0 0 1 e z N N 求方差方法有多种 一 图中的 c b 2 cos 2f t T 在 b T0内能量为 1 是归一化的基函数 因此噪声 方差是 N0 2 二 高斯白噪声与能量为 E 的任意函数的内积是零均值高斯随机变量 方差是 N E 0 2 三 求 b wc b cosd T Entf tt T p 2 0 2 2 得到 0 2 N 四 图中的相关器等价于一个冲激响应为 c b rectcos b t h tf t TT p 12 2 2 的 滤波器 滤波器输出噪声功率谱是 N H f 2 0 2 积分得到噪声方差是 h NN E 00 22 3 分 概率 b 0 1 erfc 22 T N 一 所求概率 Pr za Pr zaa Q 然后整理 后一步根据 Q 函数的 意义得到 A 卷第 5 页 共 12 页 姓名 班级 班内序号 学号 或者所求概率 Pr za Prerfc zaa 222 1 2 222 然后整理 后一步 根据 erfc 函数的意义得到 二 所求概率 Pr za 对 z 的概率密度函数在 a 内积分 化为 erfc 或 Q 函数 三 写出 y 的概率密度函数 在 0内积分 化为 erfc 或 Q 函数 A 卷第 6 页 共 12 页 140 三 12 分 有两个基带信号 1 s t 2 st如下图所示 用这两个函数可以构造 出一组归一化正交基函数为 112 fts tst 212 3fts tst 1 画出 1 ft 2 ft的波形 2 写出 1 s t 2 st的矢量表示 11112 ss s 22122 ss s 3 求 1 s t 2 st的内积 欧氏距离 答案 1 2 2 分 2 2 2 分 1 11 2 2 3 s 2 11 22 3 s 一 根 据 题 目 中 的 112 fts tst 212 3fts tst 得 到 s tstft ft s tst 121 2 12 3 然后得到 s tftft stftft 112 212 11 23 11 23 二 根 据 定 义 计 算 ds t ftt 1 11 0 1 2 dst ftt 1 21 0 1 2 ds t ftt 1 12 0 1 2 3 dst ftt 1 22 0 1 2 3 3 2 2 分 内积 1 6 欧氏距离 1 3 1 1 O t 1 1 O t s1 t s2 t 1 1 O t 1 O t f1 t f2 t A 卷第 7 页 共 12 页 姓名 班级 班内序号 学号 一 用 1 11 2 2 3 s 2 11 22 3 s计算 二 计算 ds t stt 1 12 0 ds tstt 1 2 12 0 A 卷第 8 页 共 12 页 140 四 12 分 某 8 进制调制在归一化正交基下的星座图如下所示 假设星座点等 概出现并通过 AWGN 信道传输 求此星座图中星座点之间的最小距离 dmin 平 均符号能量 Es 并标出 s1 s2这两个星座点的 ML 判决域 答案 3 dmin 2 3 Es 22 31 2 5 3 3 1 3 3 1 1 3 13 s1 s2 1 3 3 1 1 3 13 s1 s2 A 卷第 9 页 共 12 页 姓名 班级 班内序号 学号 五 12 分 某均匀量化器的输入 x 在区间 4 4 内均匀分布 输入输出关系是 3 42 1 20 1 02 3 24 x x yQ x x x 求信号功率 2 SE x 量化输出功率 2 q SE y 输入输出的相关值 E xy 量化噪声功率 2 q NEyx 量化信噪比 q S N 答案 2 16 3 S 一 如果熟悉区间长度为 A 的均匀分布 则所求功率 方差 A 22 8 1212 二 计算积分dxx 4 2 4 1 8 2 22 31 5 2 q S 3 5E xy 一 4424 4002 111 ddd3 d5 8444 xy E xyxxy yx xx x 二 y 1的条件下 E xy yE xx 1021 y 3的条件下 E xy yE xx 3323339 平均得到 5 3 q 1 3 N 一 q SS 1 3 二 2 22 161 252 5 33 EyxE yE xE xy 2 q 16 S N 一 根据均匀量化的性质直接写出 2 416 二 根据已得到的 S 和 Nq 求得 A 卷第 10 页 共 12 页 140 六 12 分 下图中基带信号 1 m t 2 mt的带宽分别是 4kHz 和 5kHz 这两个 信号经过奈奎斯特速率采样 A 律十三折线编码后 分别形成了速率为 R1 R2 的二进制序列 然后与一路速率为 R3 112kbps 的数据时分复用 所得到的速率 为 Rb的数据经过 MQAM 调制后通过带宽为 80kHz 的带通信道传输 1 写出 R1 R2 Rb的数值 2 设计 MQAM 的进制数 滚降系数 答案 1 2 2 2 8 8 64kbps 10 8 80kbps 64 80 112 256kbps 2 3 3 16 进制 滚降系数为 1 4 log M 2 256 180 log M 2 25616 1805 log M 2 5 1 16 答 16 进制 滚降系数为 1 4 得 6 分 答 32 进制 滚降系数 9 16 得 4 分 答 64 进制 滚降系数 7 8 得 3 分 时 分 复 用 A律十三 折线编码 奈奎斯特 速率采样 MQAM 带通 信道 R1 R2 R3 带宽80kHz m1 t m2 t Rb A律十三 折线编码 奈奎斯特 速率采样 A 卷第 11 页 共 12 页 姓名 班级 班内序号 学号 七 12 分 将速率为 R1 2000bit s 的数据序列 bn 通过 7 4 分组码编码后形成 一个速率为 R2的二进制序列 ck 然后进行 BPSK 调制 再通过加性白高斯噪 声信道传输 接收端先进行 BPSK 解调 再对解调输出的比特序列进行译码 已知该 7 4 分组码的最小码距是 3 BPSK 系统