通信原理试题 (4).pdf

北京航空航天大学 200 200 学年第 学期 通信原理试题及答案 年 月 日 学号 姓名 成绩 注意事项 注意事项 1 2 答题时间 120 分钟 满分 100 分 一 27 分 每空 1 分 填空题 1 一个均值为零 方差为 2 的平稳高斯随机过程 y t 其包络的一维分布是 at 22 22 exp 0 2 yy y aa f aa y 相位 y t 的一维分步是 1 02 2 yy f 若由正交分量 s y t和同向分量 c y t表示其统计特性 则 s y t和 c y t的联合二维概率密度 2 sc fyy 22 2 22 1 exp 22 cs cs yy fyy 2 在PCM30 32 路时分多路复用中 帧同步码为 0011011 其主要作用是 保证收发 群同步 一般放在帧结构的 0 TS偶帧时隙 3 对于点对点通信 按消息传送的方式与时间关系 通信方式可分为 单工通信 半 双工通信 全双工通信 4 信道的时延特性是 群迟延特性是 d d 它们对信号 传输的影响是当 成线性关系 或 常数 信号传输后不发生失真 5 最小频移键控 MSK 的主要特点是 以最小的调制指数获得正交信号 即有高的 比特率 其二进制MSK信号的表示式为 k MSKckss s a s t cos t t k 1 Ttkt 2T 与 s T中相位积累严格相差180o 普通 2FSK信号的差别在于 在一个 6 通信系统的误码率为 6 2 10 群同步采用连贯式插入的方法 同步码组位数为 5 错码数为 2 则漏同步概率为 11 4 10 假同步概率为 0 5 若信息位为 145 信息传输速率 为 300 bit 群同步平均建立时间为 0 75s 7 若消息代码序列为 110000010100001 则其AMI码为 1 10000010 100001 码为 1 1000010 100 1 并简述码的特点 3 HDB V B V 3 HDB 频谱中无直流分量 低频 高频成分少 便于定时时钟提取 码型有检错功能 设备不太复杂 易实现 克服长连 0 现象 但有误码增值现象 2 3 0 T tT s t else 8 信号 在功率谱密度为 0 2 n P w 的高斯白噪声信道中传输 接收端采用匹配滤波器接收 则滤 波器的冲激响应为 2 0 3 tT 2 h t 0其他 输出信号为 4 33 55 4 33 TT tt TtTtT 0 t 0其他 T 最大输出信噪比为 00 8 2 21 3 3 T ET r nn max 0 6 n 9 正反码中若信息位为 11001 则码组为 1100111001 这种正反码具有纠正 一 位错 码的能力 并能检测全部 两 位以下的错码 二 10 分 在传输图片中 每帧含有个像元 为了能很好地重现每一像元 取 16 个可辨别等概率出现的亮度电平 试计算 2 min 传送一帧图片所需的信道带宽 设 6 2 4 10 20 S dB N 解 每个像元所含信息量为 2 log 164bit 每帧图像的信息量为 6 2 4 10 bit 6 4 9 6 10 8 10 2 60 b I Rbit s t 因为 4 8 10 b CRbit s 20 dB S dB N 所以 2 4 2 2 8 10 100 12 log 1 100 log 1 SC BkHz S N N 三 15 分 某二进制基带传输系统如图所示 已知 C w 1 且 1 cos 0e ss lse sTR TT TGCGH n t 的双边功率谱密度为 0 n 2 1 求该系统最高的无码间干扰传输速率 b R 2 要求 B 点有最大信噪比 求 R G B 点噪声功率 设信号电平取 0 和 A 的概率均为 1 2 求 B 点噪声取值 V 的概率密度分布为 V a 1 f V e 2a 常数 a 0 系统的最小 误码率 e P 解 1 ss s T 1 cos T TH 0else 无码间干扰时 s seq 2T 2TH 0else 所以 b ss 2 R 2T2T b s 1 R bits 2T 2 要求 B 点有最大信噪比 则系统是最佳化 1 当c 1 时 1 2 TR G G H 2 n t 经 R G 后的噪声 其功率谱密度为 R n t 3 R 2 00s nn nn T P G P H 1 cos T 22 s 3 B 点接收信号为 R R A n t 1 x t n t 0 发 时 发 时 R n t 在 B 点噪声取值为 V 其 v a 1 v e 2a 则 x A a 1 1 f x e 2a x a 0 1 f x e 2a 误码率 10 eee 1 P P 1 P P 0 P P 1 P 0 2 其中 为发 1 误判为 0 的概率 为发 0 误判为 1 的概率 1 e P e0 P d V e1d1 P P x V f x dx d e0d0 V P P x V f x dx A 2a ed 1A P e V 22 四 12 分 某调制系统如图 a 所示 为带宽相同两路基带信号 它们 的频谱分别如图 b c 所示 系统中 19kHz 的单频信号作为接收端载波同 步导频信号而插入发送频谱中 试画出 1 解调系统方框图 2 m t 的频谱图 12 m t m t 12 M f M f 1 m t 2 m t m t 4 1 Mf 2 Mf 解 解调系统方框图和 M t 的频谱图如下所示 23 kHz f 53 kHz 1 m t 2 m t M f 1 2 0151923 3853 15f kHz 五 12 分 在脉冲编码调制 PCM 系统中 若采用 13 折线 A 律编码 设最小的量 化间隔为 1 个单位 已知抽样脉冲值为 138 单位 1 求此编码输出的 PCM 码组和量化误差 段内采用自然二进制码 2 写出该 7 位码 不包括极性码 的均匀量化 11 位码 3 若段内码改用折叠二进制码 问 PCM 码组又如何 解 1 极性码 因为 138 单位128 138 512 2 1x 3 0 x 138 256 4 0 x 100 第五量化段 起始电平为 128 5 段内码 138 128 64 所以 5 0 x 138 128 32 所以 6 0 x 138 128 16 所以 7 0 x 138 128 8 所以 8 1x 所编 PCM 码组为 01000001 量化误差为 138 136 2 2 1000001 00010001000 3 二进码 0001 对应折叠码 0110 所以段内码为折叠二进码时 PCM 码组为 01000110 六 16 分 设二元信号和是等概的 它们的波形如图所示 传输信道冲激 响应为 1 s t 2 s t h t 4 t 2 t T 在传输中 受到均值为零的加性高斯白噪声干扰 噪声的相关 函数为 0 2 N R 2 s t 00 A A T t2 T A T 3 1 求信道输出噪声的功率谱密度 2 为了避免在信道传输中形成码间干扰 确定允许的最高码元速率 3 绘出最佳接收时匹配滤波器的冲击响应图 4 求两个信号的相关系数 解 1 因为信道冲激响应为 4 2 h tttT 所以信道传递函数为 4242cos2 sin j T HeTj T 6 222 2 4 2cos T 2sin T 16 16cos T 4cosT 4sinT 20 16cos T H 2 输出噪声谱密度 2 0 0i0 N P H P 20 16cos T 2N 5 4cos T 2 2 B 1 R B T 3 1 1S01 A0tT h t K t t s T t 0else 2 2S02 A0 3 h t K t t S T t 3 0else T t T At T 12 h t h t 图略 4 T 12 0 12 s t s t dt E E 七 8 分 已知某 7 4 汉明码是一个循环码 其生成多项式 试求 32 1g xxx 1 写出 7 4 循环码的生成矩阵 并在信息位为 1011 时 求出编出的码字 2 由画出此编码器的编码电路图 g x 解 1 653 3