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2009期末通信原理A卷及解答

2009期末通信原理A卷及解答

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………密………封………线………以………内………答………题………无………效……

电子科技大学二零 零九 至二零一零 学年第 1 学期期 末

考试

得 分

一、 填空题(共 20 分,共 20 空,每空 1 分) 1、 在线性 PCM 系统中,编码位数每增加 1 比特,量化信噪比提高 6dB 。 2、 PCM 编码过程包括___抽样_____、____量化_____和____编码____三个 步骤。 3、 对于 MSK 信号,其调制指数 h 为 0.5 ,其相位在一个码元周期内 的变化量为
?

? 2

, 在码元的分界点上其相位变化特点是

相位连

续 的。 4、 对于 QPSK 信号,其每个符号所传输的比特数是为 2 比特 。 5、 对于给定的数字通信系统,信道噪声功率谱密度越大,则系统误码率越 大 ,眼图张开度越 小 。 6、 0、1 等概的双极性二进制 NRZ 信号,若接收机抽样判决器输入端的信 号峰值为 10v ,则该判决器的最佳判决门限为 0 。 7、 同等情况下,8PAM 信号比 2PAM 抗干扰能力 差 ,8PAM 信 号比 2PAM 传输效率 高 。 8、 在 2ASK、2PSK、2FSK 三种信号中,有离散载波分量的是 2ASK、 2FSK 。 9、 设数据速率是 1000bps,二进制单极性 RZ 信号、双极性 NRZ 信号、 2DPSK 信号及 QPSK 信号 的第一零点带宽分别为 2000Hz , 1000Hz , 2000Hz , 1000Hz 。 10、 信道复用的三种基本方法是 频分复用, 时分 复用和码分复 用。

得 分

二、 对于 A 律 PCM 系统,求(10 分) 1、 当输入信号归一化抽样值为 ?0.56 时的输出二进制码组; ) 2、 将 30 路话音信号按时分复用的方式复合成一个数据序列, 求该数据
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序列的比特率。 (提示:A 律 13 折线主要参数见下表)

解:1、 ?0.56 为负, 0.56 ? ? ,1? ,按第
? 7 ? 64? ?

?1 ? ?2 ?

7 段编码,可得

0.56 ? 0.5 0.56 ? 0.5 64 1 , ? ? 1.92 ? ?7 1/ 32 2048 32

码字为:0 111 0001 单路话音信号的比特率 Rb ? nf s ? 8 ? 8 ? 64kbps , 30 路话音信号的合路数据速率为 30Rb ? 30 ? 64 ? 1920kbps
得 分

三、 (共 10 分)设四元基带系统的传输特性为
1 ? 1 , f ? ? T H?f??? ?0 , 其它 f ?

1、 试确定运用该系统时,物理信道的绝对带宽; 2、 试确定可以实现无 ISI 的最大传输速率; 3、 求该系统的频带利用率。 解: 1、 信道的绝对带宽是, B ? 1 T ;

2、 系统的频谱特性正好为滚降升余弦谱 ? ? 0 ,可以实现无 ISI 传 输,传输速率为 Rb ?
2 ? 2 ? 4 / T bps T

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3、 系统的频带利用率为

?b ?

Rb ? 4bps / Hz BT

得 分

四、 已知二进制数据序列为{110101101}。 (共 10 分) 1、试画出如下基带信号波形。 (5 分)

2. 试画出如下带通信号波形(5 分)

得 分

五、 对频率范围为 0 8000Hz 的模拟信号进行 PCM 编码,并用 4PAM NRZ 信号传输。 (共 10 分) 1、求 PCM 编码的最低抽样频率 f s ; 2、 若量化器量化电平数为 M ? 32 , 求 PCM 信号的比特率 Rb 和 4PAM NRZ 信号的谱零点带宽; ?5 3、若信道误码率为 Pe ? 10 ,求系统接收机的峰值输出信噪比。 解:1.最低抽样频率 f s ? 2B ? 2 ? 8 ? 16kHz
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2.M=32,码字位数 n=5,PCM 信号速率 Rb ? nf s ? 5 ?16 ? 80kbps 4PAM NRZ 信号的谱零点带宽 BT ? Rs ? Rb / 2 ? 40kHz 3.峰值输出信噪比
3M 2 3 ? 322 3072 ?S? ? ? ? ? 2951.24 ? ? 2 2 ?5 1.04092 ? N ? PCM _ pk 1 ? 4( M ? 1) Pb 1 ? 4(32 ? 1)10

得 分

六、 某信道具有平坦的双边噪声功率谱密度 Pn ? f ? ? 5 ? 10?7 w / Hz ,采用 抑制载波的双边带信号进行传输, 并设调制信号的最高频率限制在 5kHz ,而载波频率为 100kHz ,发射机输出的已调信号功率为 10kw , 传输衰减 30dB。若接收机的输入信号先经过一理想 BPF 滤波再相 干解调。试问(共 10 分) 1、该理想 BPF 应具有怎样的传输特性 H ? f ? ,并画出接收机框图 2、解调器输入端的信噪比是多少? 3、解调器输出端的信噪比是多少? 解:1、 理想 BPF 应具有的传输特性

接收机框图:

2、

0 0 0 W 1 输入信号功率 Si ? 1 0k W / 1 ? , ?7 3 输入噪声功率 Ni ? 2Pn ? f ? ? 2B ? 2 ? 5 ? 10 ? 2 ? 5 ? 10 ? 10mW

Si 解调器输入端的信噪比是 Ni ? 1000
3、

因为对于 DSB 信号 GDEM ? 2

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So Si ? 解调器输出端的信噪比是 N N ? 2000 o i

得 分

七、 采 用 QPSK 信 号 在 卫 星 收 发 机 上 传 送 数 据 , 数 据 速 率 为 30Mbps 。 收发机的带宽为 24 MHz。 (共 10 分) 1、设传输系统具有等效升余弦滤波器特性, 所需的滚降系数 ? 是多 少? 2、是否可找到一滚降系数 ? 支持 50Mbps 的数据率? 解:1、 QPSK M=4, k=2

BT ? 2 f0 ?1 ? r ?

30 2(24) ? 24 ? (1 ? r ) ? (1 ? r ) ? ? 1.6 2 30 or r ? 0.6
2、

BT ? 2 f0 ?1 ? r ? )
50 24 ? 24 ? (1 ? r ) ? (1 ? r ) ? 2 25
不能找到支持 50Mb/s 速率的滚降系数 r。

得 分

八、在功率谱密度为 N0 / 2 的加性高斯白噪声下,其输入波形 g(t)如 图所示,试确定: (10 分) 1、最大输出信噪比的时刻; 2、匹配滤波器的冲激响应和输出波形,并绘出响应的图形。
g (t) A

0

T

t

解:1、最大输出信噪比的时刻 t=T
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2、 匹配滤波器的冲激响应为 h(t)=Cg(T-t) =Cg(t) 匹配滤波器的输出
y ?t ? ? g ?t ? ? h ?t ? ? ? g ? t ? ? ? h ?? ?d?
?? ?

when 0 ? t ? T y ? t ? ? ? A2 ? Cd? ? A2Ct
0 t

when T ? t ? 2T y ?t ? ? ?
T t ?T

A2 ? Cd? ? A2C ? 2T ? t ? y ?t ? ? 0

when t is other,

得 分

九. 某 2DPSK 系 统 采 用 传 输 速 率 为 Rb ? 2Mbps , 载 波 频 率 为
fc ? 10MHz , 接收机输入信号的振幅 A ? 40?V , AWGN 信道的单边

功率谱密度为 N0 ? 5 ?10 w / Hz ,试求(共 10 分) 1、估算传输信号的带宽和工作频带; 2、相干接收的最小误码率(用 Q ??? 表示) ; 3、差分相干接收的最小误码率。 解:1.按矩形脉冲的谱零点估算,传输信号的带宽 BT ? 2Rb ? 4MHz ,工作 频带为 ?8MHz 12MHz ? ;
A2Tb 2.传输系统的接收误码率( Eb ? 2 )

?18

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? 2 Eb Ped ? 2Q ? ? N 0 ?

? 2 A2T ? b ? 2 Q ? ? ? ? 2 N0 ? ?

? ? A2 ? ? 2Q ? ? N 0 Rb ? ? ?

? ? ? ?

? ?6 2 40 ? 10 ? ? ? 2Q ? ? 5 ?10?18 ? 2 ?106 ? ?

? 16 ?10?10 ? ? 2Q ? ? ?11 ? ? 10 ? ? ?

? ? ? 2Q 4 10 ? ?

?

?

3.

A2Tb 差分相干接收的最小误码率( Eb ? 2

) :

1 Pe ? e 2

?

Eb N0

1 ?80 ? e 2

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