北京郵電大學(xué)《通信原理》模擬試題-3.pdf

試題三 一 簡答題 1 一數(shù)字傳輸系統(tǒng)以 1000 符號 秒的碼元速率傳送 16 進制碼元 求該系統(tǒng)的信息傳輸速率 2 離散消息取值于X i x 其中出現(xiàn)的概率是 i x i p x 寫出消息 i x 所攜帶的信息量 i xI 與 i xp 之間關(guān)系式 若X只有兩種等可能的取值 寫出其熵 3 給出任何一種解調(diào)調(diào)頻信號的方法 畫出框圖 4 某數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的總體等效傳遞函數(shù)和沖激響應(yīng)分別是 H f 和 h t 傳輸速率是 1 Ts波特 若要求系統(tǒng)在取樣點無碼間干擾 H f 應(yīng)滿足什么條件 寫出無碼間干擾時 h t 在抽樣點的取值 5 部分響應(yīng)系統(tǒng)的最高頻帶利用率是多少波特 Hz 6 OOK 2FSK 2PSK和 2DPSK四種數(shù)字調(diào)制通過AWGN信道傳輸 若發(fā)送信號的幅度相 同 信息速率相同 噪聲的單邊功率譜密度相同 接收端都采用理想的相干最佳解調(diào) 請在大信噪比條件下 將這 4 種調(diào)制方式按誤比特率從小到大排出次序 0 N 7 速率為 1 b b R T 的PAM信號 kb k s ta g tkT 中的碼元以獨立等概方式取值于 是幅度為 2V 持續(xù)時間為T k a 1 g t b 2 的半占空矩形脈沖 寫出 s t 的功率譜密度表 達式 畫出功率譜密度圖 s Pf 8 若信息速率為 10Mbps 請給出以下信號帶寬 1 manchester 碼的主瓣帶寬 2 NRZ 碼的主瓣帶寬 3 半占空的 NZ 碼的主瓣帶寬 4 0 25 升余弦滾降信號的帶寬 二 已知電話信道可用的信號傳輸頻帶為 600 3000Hz 取載頻為 1800Hz 1 采用 0 2 的升余弦滾降基帶信號QPSK調(diào)制 可以傳輸多少bit s的數(shù)據(jù) 2 采用 0 5 的升余弦滾降基帶信號 16QAM 調(diào)制 可以傳輸多少 bit s 的數(shù)據(jù) 3 畫出第 2 問中 16QAM 調(diào)制的發(fā)送端框圖 假設(shè)采用矩形星座 三 用模擬基帶信號 4cos2000m tt 對頻率為 104Hz的載波進行調(diào)制得到的已調(diào)信號 為 4cos2000cos200004sin2000sin20000s ttttt 1 問該調(diào)制信號是什么調(diào)制方式 求已調(diào)信號的功率 2 畫出的頻譜圖 s t 3 畫出能正確解調(diào)該信號的接收框圖 四 幅度范圍是 1V 到 1V 的語音信號的某個樣值經(jīng)過 A 率 13 折線編碼后的結(jié)果是 01110001 此碼字經(jīng)過信道傳輸后 由于誤碼的原因收到的是 01100001 請問譯碼結(jié)果 中純由誤碼造成的輸出電壓誤差是多少 V 提示 不考慮量化自身引起的誤差 五 某數(shù)字通信系統(tǒng)采用 2DPSK 方式傳輸 已知載波頻率為 4800 Hz 碼元傳輸速率為 2400 波特 發(fā)送的二進制數(shù)據(jù)序列為 1100101 1 若以前后相鄰碼元的載波相差為 0 度表示 0 載波相差為 180 度表示 1 試畫 出 2DPSK信號的時間波形 假定初始參考相位為 sin2 c f t 2 畫出采用差分相干方式解調(diào)該 2DPSK 信號的解調(diào)器的組成框圖 六 某模擬帶通信號的頻率范圍限制在 100kHz 101kHz范圍內(nèi) 今對進行理想 抽樣 問 m t m t 1 最低無失真抽樣頻率是多少 2 對抽樣結(jié)果進行 16 級量化 并編為自然二進制碼 所得數(shù)據(jù)速率是多少 3 將這個數(shù)據(jù)通過一個頻帶范圍為 100kHz 105kHz 的帶通信道傳輸 請設(shè)計出相應(yīng)的 傳輸系統(tǒng) 畫出發(fā)送 接收框圖 標(biāo)出滾降系數(shù) 標(biāo)出載波頻率 七 某二進制通信系統(tǒng)中 符號 0 1 等概出現(xiàn) 并分別由如下圖所示的兩個信號 表示 0 st 1 s t 發(fā)送信號經(jīng)過信道傳輸時受到了雙邊功率譜密度為N0 2 的 0 均值白高斯噪聲的干擾 接收框圖如下圖示 圖中的 w nt 0 h t 1 h t 是分別對 0 st 1 s t 匹配的匹配濾波器 取樣 時刻是 s tT 1 求兩個信號 0 st 和之間的相關(guān)系數(shù) 1 s t 2 畫出與信號 0 st 匹配的濾波器的沖激響應(yīng) 0 h t 3 推導(dǎo)出發(fā)送 0 st 條件下 抽樣值 的均值及方差 0 y 1 y 4 寫出發(fā)送 0 st 時 判決量l的條件概率密度函數(shù) 0 p l s 提示 圖中兩個采樣值 中所包含的噪聲分量統(tǒng)計獨立 1 y 0 y 5 求出平均的判決錯誤概率 試題三參考答案參考答案 一 簡答題 1 答 4000bit s 2 答 2 log ii I xp x bit 2 1 log1H XE P X bit 3 答 4 答 n s n Hf T 常數(shù) 0 0 00 s k h kTt k 常數(shù) 5 答 2 6 答 2PSK 2DPSK 2FSK OOK 7 答 2 1 sinc 2 s bb f Pf RR 8 答 1 20MHz 2 10MHz 3 20MHz 4 6 25MHz 二 解 1240 s R 0 2400 1 s R 1 2400 2000 1 2 s R 波特 bit s 4000 b R 2 2400 1600R 1 5 s 6400 b R 波特 bit s 3 三 解 1 上單邊帶調(diào)制 W 8P 2 4cos2200s tt 211000211000S fff 3 四 解 01110001 的譯碼結(jié)果是 35 64V 所代表的樣值范圍是 17 18 32 32 V 不考慮量化引起的誤差 則發(fā)送樣值是 35 64V 01100001 的譯碼結(jié)果是 11137 464128128 V 所求誤差是 353733 64128128 V 五 解 1 2 六 解 1 由帶通信號抽樣定理可求出最低無失真抽樣頻率是 2kHz 2 所求數(shù)據(jù)速率是 2 4 8kbps 3 傳輸信道是帶通信道 故需要調(diào)制 取載波頻率為通帶的中點 即 102 5kHz c f 信道 帶寬是 5kHz 等效至基帶的帶寬是B 2 5kHz 要求的頻帶利用率對于等效基帶是 800016 25005 bps Hz 二進制最高為 2bps Hz 四進制最高是 4bps Hz 16 24 5 故選四 進制 設(shè)計為QPSK 此時符號速率為Rs 4000symbol s 限帶傳輸需要考慮頻譜成形 設(shè)滾 降系數(shù)是 則 1 2 s R B 222500 110 25 4000 s B R 系統(tǒng)框圖如下 七 解 1 0 st 的能量是 1 s t 2 00 0 s T s Est dtT 2 11 0 s T s Est dtT 所求相關(guān)系數(shù)為 01 0 01 0 s T st s t dt E E 2 波形如下 htsTt 00s 3 兩個匹配濾波器的輸出分別為 000 00 ss TT s ytrhtdrsTtd 11 0 s T s y trs Ttd 發(fā)送 0 st 條件下 0 2 0000 000 sss TTT ws v yst r t dtst dtnt st dtTv0 1 4 4 2 4 4 3 1 1 11011 000 sss TTT w v ys t r t dtst s t dtnt s t dtv 1 4 4 2 4 4 3 其中的是高斯隨機變量 01 v v 000 00 0 ss TT ww E vEst nt dtst E ntdt 2 2 0 000 2 2 00 0 2 22 s jfT s N D vE vHfdf NN Sf edf 00 2 ET N 同理 1 0E v 0 1 2 s N T D v 由此得到 00 ss E ysTE vT 2 0 000 2 s N T D ysD v 10 0E ys 0 10 2 s T N D ys 4 判決量 發(fā)送條件下 1 lyy 2 0 st 01ss lTvvT 和是統(tǒng)計獨立的 高斯隨機變量 所以 0 v 1 v 0 vv1 是高斯隨機變量 其均值為