1、北京航空航天大學20112012學年第2學期通信原理期末考試試卷（2012 年 6 月 11 日）班級：；學號：；姓名：；成績：注意事項：1答題時間：120分鐘；滿分：100分 一、選擇題(共10分，每題1分)1. 即使在“ 0” “1不等概率出現情況下，以下哪種碼仍然不包含直流成分：aa、AMI碼b、雙極性歸零碼 c、單極性歸零碼 d、差分碼2. 不論是數字的還是模擬的通信系統，只要進行相干解調都需要：aa、載波同步b、網同步c、位同步 d、群同步3. 設x(t)為調制信號，調相波的表示式為：COS(ct - kpX(t)，則PM調制方式的瞬時相位偏移為：b丄 ,丄 ,“,dx(t ), d

2、x(t)a、味kpX(t)b、kpX(t) c、匕kpd、kpd4. 碼長n=15的漢明碼，監督位應是： ca、2位 b、3位c、4位d、5位5. 某2PSK系統發送信號的幅度 A=2V，由于信道中存在高斯白噪聲，接收端采用相干解調，誤碼率為:，若采用2FSK系統，且信道噪聲不變，接收端采用相干解調并保持相同的誤碼率人，發送信號的幅度應為： ba、2Vb、Vc、4Vd、謔 V6. ITU規定，數字通信中語音信號的抽樣頻率是： aa、8kHzb、16kHzc、4kHz d、12kHz7. 壓控振蕩器(VCO)在以下哪個系統中可以使用到： aa、直接調頻b、間接調頻c、BPSK調制 d、位同步8.

3、 線性調制系統的制度增益 d。a、與調制方式有關，與解調方式無關;b、與調制方式無關，與解調方式有關；c、與調制方式無關，與解調方式無關；d、與調制方式有關，與解調方式有關。面哪9. 香農信道編碼定理告訴了我們信息速率R,碼長n,與錯誤概率P之間的關系。個說法是正確的 c 。a在信道容量一定的條件下，只要增大信息發送速率就可以降低錯誤概率；b、在碼長一定的情況下，無論信息發送速率是多少，增大信道容量一定能降低錯誤概 率；c、在信道容量和信息發送速率一定的條件下，增加碼長，可以降低錯誤概率；d、在信道容量和碼長一定的條件下，降低信息發送速率，可以使錯誤概率增大。10. 若信息速率為 6Mbit/

4、s ，則對應 QPSK 的功率譜主瓣寬度分別為 d_ Hza、 9Mb、 12M c、 3Md、 6M、填空題（共30分，每空1 分）1 現在通用的通信系統中，傳送多路信號有三種基本的復用方式。其中，傳統的模擬通信系統中都采用 頻分復用 ，隨著數字通信的發展， 時分復用 得到了廣泛應用，碼分復用 主要用于擴頻通信系統中。2 窄帶高斯噪聲的一維隨機包絡服從 瑞利分布。3 假定載波為比二遼丈，線性調制信號的一般時域表達式可以寫為S（t） = Sj（t）costDct+ S?（t）sintDct,其中，關t）和SJt）分別稱為同相分量幅度 和正交分量幅度 。若調制信號為譏， 為一 LSB信號，則 鴻

5、緞和覘分別為和一一。a-ii4若有二進制獨立等概信號，碼元寬度為0.2ms,則信息速率入為5000bit/s;當該信號采用非歸零碼進行基帶傳輸， ，則譜零點帶寬為 5000Hz,為了在基帶無失真的傳輸該信號，至少需要帶寬為 2500Hz的理想信道。5. PCM量化可以分為 均勻量化和非均勻量化 。在線性PCM中，抽樣頻率為8kHz，對雙極性信號編碼時編碼器輸出碼元速率為72kHz，則對于滿載的正弦波信號進行均勻量化的量化信噪比為55.94dB。6. 碼組（0011011 ）的碼重為_4，與碼組（0100100）之間的碼距為 6，由這兩個許用碼組構成的編碼方式最多可以檢測5個錯誤，或糾正2個錯誤

6、。7在數字通信中，產生五碼的因素有兩個：一個是由傳輸特性不好引起的碼間干擾，二是傳輸中疊加的 噪聲。&PCM30/32路TDM系統的基群數據速率為2048kbit/s。9 最佳判決門限電平是 使系統總誤碼率最小的判決門限電平 。11. MSK是2FSK的一種特殊情況，的主要特點是：相位連續變化，頻率差為1 亠1（或）。2T；2Tb12 .碼元傳輸速率為1/Ts的無碼間串擾的奈奎斯特第一準則可以表示為2 iZ H （ + ） = C < 。TST；13假設二進制對稱信道的差錯率一 =10-2,則（4,3）偶校驗碼通過此信道傳輸，不可檢出錯誤的出現概率是 5.8807*10-4。14

7、采用部分響應技術可提高頻帶利用率，并使沖擊響應尾巴震蕩衰減加快，這是由于 有控制地加入“串擾”，使得合成波形的震蕩正負相反抵消，改變陡然截止的頻譜特性15. 衡量均衡器均衡效果的兩個準則是峰值畸變和均方畸變16. 1B1T碼的編碼效率是 63.09%_。二、簡答題（共30分，每題5分）1填寫下面數字通信系統組成模型中所空缺的模塊，并簡要說明數字通信系統的優點。噪 聲數字通信系統的優點：抗干擾能力強，數字信號可以再生而消除噪聲積累；傳輸差錯可控，能改善傳輸質量；易于使用現代數字信號處理技術對數字信號進行處理；易于加密，可靠性高；易于實現各種信息的綜合傳輸，等。(1) 假定系統信息速率為 1200

8、kbit/s，試問系統誤信率.是多少？(2) 若假定信號為四進制信號，系統碼元傳輸速率為1200KB，則.是多少?解先求所傳送的總的信息量，/a=1200X60=360:/所傳送的錯誤的信息量則系統誤信率 >=Ztt/Za=5/36O=Ci 01389由己知條件12000 貝U Aw= 2 * lo幻2400觀島 *2400 X 10JX5X6O=72(W2>iiJ»=720-35365M>iZ則 Pp Z *=36520=0.50693簡述什么是匹配濾波器？它的基本準則是什么？并畫出二進制信號的匹配濾波接收機的 系統結構圖，以及其等效的基于最大似然準則的最佳接收機

9、的系統結構圖。匹配濾波器的傳遞函數與信號頻譜的復共軛成正比，（或沖擊響應鏡像平移）（1分）準則：在某一特定時刻的輸出信噪比最大（1分）最佳接收機的系統結構圖:（2 分）創（1 分）4為什么調頻系統可進行帶寬與信噪比的互換，而調幅不能？2FM 系統的制度增益 Gfm=3 3 f（ 3 f + 1）, BFM=2fH（ 3 f + 1）（1 分）增加3 f，可增加傳輸帶寬，并增加Gfm，因此，增加傳輸帶寬可使調頻系統的抗噪聲能力迅速改善。（ 2 分）在調幅系統中，由于信號帶寬是固定的， 無法進行帶寬與信噪比的互換。 （2分） 因此，在抗噪聲性能方面調頻系統優于調幅系統。fl (t)和f2(t)，試

10、確定接收端的C1 (t)5某調制系統如下圖所示，為了在輸出端同時分別得到 和 C2(t)。fl(t)f2(t)發送端接收端答案:發送端相加合成以后的發送信號為f (t) = f1(t)cos 0t f2(t)sin '0t。( 1 分)在接收端采用的是想干解調，若上支路采用的相干載波為2cos 0t，則解調后的輸出為:fi(t) =2 f (t)COS ot lpf(2 分)=£ (t)cos pt f2(t)sin - 0t 2cos 0t |LPF =fi(t) fi(t)cos2，ot f2(t)sin 2，ot| lpf 二 fi (t)這時可得到f1 (t)。同理，

11、若下支路采用的相干載波為2sin0t，則解調后的輸出為：f2(t) = 2f (t)sin co°t lpf=fi(t)cos stf2(t)sin - ot 2sin yt 缶厘、=fi(t)sin 2 ytf2(t) - f2(t)cos 2，°t| lpf二 f2(t)這時可得到f2(t)。由此可以確定 G(t) =2cos0t， c2(t) =2sin0t。6為了傳送碼元速率RB=103Baud的數字基帶信號，試問系統采用下圖中哪一種傳輸特性較好？并簡要說明理由。3答案：從三個傳輸函數都能滿足以RB=103Baud的碼元速率無碼間干擾傳輸。因此需從三個傳輸函數在頻帶

12、利用率、單位沖擊響應收斂速度、實現難易程度等方面的特性，從而選擇最好的一個。（1分）(a)B=2*103Hz, , n =0.5B/Hz（1分）(b)B=1*103Hz, , n =1B/Hz（1分）（c）B=1*103Hz, , n =1B/Hz,沖擊響應尾部收斂快，傳輸函數較易實現(1 分)因此（c）最好。（1分）三、綜合題（共30分）1. （ 8分）DSB信號的相干解調框圖如下圖所示。圖中n（t）是均值為零、雙邊功率譜密度為no/2的加性高斯白噪聲；m（t）上限頻率為fH,本地恢復的載波和發送載波有固定的相位差二BPF帶寬為2fH，LPF上限頻率為fH。試求：（1）該系統的輸出信噪比表達

13、式；（2）調制制度增益G答案：（1）根據題意，模型框圖中，帶通濾波器（BPF ）的輸出:Sm(t)二 m(t)COS ，ctn/t) = nI (t)cos ct nQ(t)sinct(1 分)由于 (t) 2cos( ct - * =m(t)cos ct 2cos( ct - " =m(t)cos v m(t)cos(2 ct -"則LPF輸出的有用信號m°（t） = m（t）cos二(1 分)其功率 S)=m)2(t) =m2(t)cos2 二(1 分)n (t) 2cos©ct 日)=n| (t)cos(oct nQ(t)sin ct 2cos&#

14、174; ct 日) 而，口(t)cos： cos(2 祖-J nQ(t)sin) sin(2 詛-對則 LPF 輸出的噪聲 n0(t) = nI (t)cos v - nQ(t)sin =(1 分)由于m （t）和nQ（t）均值為零，功率均為 2n°fH，且在同一時刻不相關，所以輸出噪聲功率:N。=En：(t)二 E(nI(t)cos»E(nQ(t)sin 可2二 E(ni2(t)cos2 亠 EnQ2(t)sin 2- 2n°fH (cos2 sin2 巧=2n。fh(1 分)所以，輸出信噪比為 =m（t）c°sJNo2Hq fH(1 分)由于呼1，

15、而ZE譏，則斜鷲(1 分)2 2系統的制度增益 g 二 N。：m (t)cos 切2nofH 二 2cos2(1 分)m2(t)/4no fHNi2. （ 6分）假設在某2DPSK系統中，載波頻率為 2400Hz，碼元速率為1200B，已知相對碼 元序列為110001011；（1）試畫出2DPSK信號波形（設參考相位為0）;（2）若采用差分相干解調法接收信號時，試畫出解調系統框圖及各點波形。答案：由于載波頻率2400Hz，碼元速率為1200B相對碼1100010111，當參考相位為 0時，參考 110001丨011 |1（2 分）（2 分）I I InI I 1 I I I i LI Il 1

16、i i i i > i i > i0 1 0!0 1丨1丨1 0丨0'（共 2 分）3. （ 8分）話音信號 m（t）采用13折線A律進行編碼，設 m（t）的頻率范圍為04kHz，取值范 圍為-6.4+6.4V，m（t）的一個抽樣脈沖值為 -5.275V（1） 試求此時編碼器輸出的PCM碼組和量化誤差（段內碼采用折疊二進碼） ；（2） 寫出該碼組對應的均勻量化12位碼；（3） 若編碼器輸出的PCM碼組采用QPSK方式傳輸，試分析傳輸系統所需的最小帶 寬。答案：2048（1）-5.2751688厶（1 分）6.4因為-1688：0（1 分）（1 分）所以 m仁0又因為1024

17、 1688 ： ： 2048. ：所以位于第八段，m2m3m4=111。第八段量化間隔為 64.： =10，所以 m5m6m7m8=1010-64 A 一編碼器輸出PCM碼組=01111010（ 1分）量化誤差為 1688 一（1024 640），二 24 厶 （1 分）（2）-1664 ：，（-1664）10所以，均勻量化 12位碼（ 1分）（3）采用QPSK方式傳輸， max =1Baud/ Hz，依抽樣定理，系統的碼速率為:2漢4k漢8八R32kBaud（ 1 分）log 2 4Bmin二空 /HZ（1 分）4. ( 8分)已知(7,3)循環碼的全部碼組由兩個循環圈所組成:0000000 和 1110100,試求:(1) 生成多項式g(x)和典型生成矩陣G；(2) 典型監督矩陣H;(3)列出校正子S和錯碼位置之間的錯誤圖樣表;(4)若接收碼組 B=1000011，請糾正之。(1)( 7，3)碼中 n=7，k=3，r=4，g(x)是 4 次多項式由非零循環圈可得到 0011101，即g(x)=x4+x3+x2+1 (1分)D2g(x)1G(x) = | Dg (x)-g(x)一(1 分)1110 10 0G = 01110100 0 11101(1 分)典型生成矩陣G100 1110=010011