通信原理期末题集(大题)

已知信息代码为1110000011000011，求相应的AMI码、HDB3码。并分别画出它们的波形图。(8分)答：1110000011000011AMI码：+1-1+100000-1+10000-1+1(2分)HDB3码：+1-1+1000+V0-1+1–B00-V+1-1（2分）波形图如下：（各2分）信息码：AMI码：HDB3码：(0码参考)若某2FSK系统的码元传输速率为2×106B，数字信息为“1”时的频率f1为10MHz,数字信息为“0”时的频率为10.4MHz。输入接收端解调器的信号峰值振幅a=40μV。信道加性噪声为高斯白噪声，且其单边功率谱密度为n0=6×10-18W/Hz。试求：画出2FSK相干解调系统的原理框图;2FSK信号的第一零点带宽；非相干接收时，系统的误码率；相干接收时，系统的误码率。（14分）答：（1）如下图所示（2分）(2)B=Δf＋2fs＝10.4-10+2×2＝4.4MHz（4分）(3)解调器输入端的噪声功率：Ni＝n0B＝6×10-18×4.0×106=2.4×10-11W3.331064.22/)1040(1126iiNSr823.3021089.22121eePre（4分）(4)相干接收时：（4分）9104)15.15(21)2(21erfcrerfcPe3.设某信息源的输出由A,B,C,D,E五个符号组成，出现的概率分别为1/3,1/4,1/4,1/12,1/12。若信息源每秒发出1000个符号，求（1）该信息源符号的平均信息量。（2）该信息源的平均信息速率。（log23=1.5850）（7分）答：（1）直接代入信源熵公式：)()()()()(EHDHCHBHAHH1212112121441441331logloglogloglog22222符号）/(1258.2bit（2）平均信息速率为：)/(8.2125/1/1258.2/1sbitmsbitmsH＝脉冲脉冲脉冲平稳随机过程X(t)，均值为a,自相关函数为RX(?),通过线性系统后的输出为Y(t)=X(t)+X(t-T)。求:(1)输出过程Y(t)的均值，(2)输出过程Y(t)的自相关函数,(3)写出输出过程Y(t)的功率谱密度。(10分)答：（1）Y(t)的均值=2a（4分）（2）tXtXERYTtXtXTtXtXETtXtXtXtXETtXTtXtXTtXTtXtXEtXtXETtXTtXETTtXTtXEXXXXRTRTRRTRTRRXXX2（4分）（3）TtXtXtXTtXtXtXXXPRjXXePTR（傅氏变换的时延特性）jXXePTRYYRPTjXTjXXePePP2TjTjXeeP2TPXcos22TPXcos12(2分)5.某线性调制系统的输出信噪比为30dB,输出噪声功率为10-9W,由发射机输出到解调器输入端总的传输损耗为60dB，试求：(1)DSB-SC时的发射机输出功率；(2)SSB-SC时的发射机输出功率。(10分)答：（1）已知100030ooooNSdBNS，WNo910，传输损耗61060dBL∴接收机的输出功率So为：WNNSSoooo6910101000当采用DSB/SC时，接收机的输入功率为：WStmSi602102421)(21∴发射机的输出功率为：WLSPio21010266（2）当采用SSB/SC时，接收机的输入功率为：WStmSi6021041641)(41∴发射机的输出功率为：WLSPio410104666.一系统的基带传输特性如下图所示（1）最大无码间串扰传输速率RB＝？；（2）系统的频带利用率r＝？(10分)答：（1）最大无码间串扰传输速率RB＝2×1250=2500B(或称波特)（5分）（2）67.13/51500/2500/BRB若ti是平稳随机过程，其功率谱密度20nPi，将它加于下图所示系统，试确定该系统输出随机过程的功率谱密度和相关函数。迟延Ttito解：显然jwTeH1，所以THcos122输出功率谱密度为TPPHPiicos1220又因为2200neePTjTj所以TRTRRRiii20TTn220设最高频率为3kHz的话音信号经DSB调制后，在300fMHz的高频信道上传递10km。信道传输的功率衰耗为10dB/km，信道中存在高斯白噪声，其双边功率谱密度为160102nW/Hz，要求接收输出信噪比40ooNSdB。（1）请画出解调方框图（应注明各方框主要参数）；（2）试确定输出噪声功率谱密度；（3）试确定最小平均发送功率。解：（1）如下图所示，其中BPF的传输特性为为常数其他2111,,0330330,KKfkHzMHzfkHzMHzKfHLTP的传输特性为fkHzfKfH其他,03,22（2）输出噪声功率为DSBiBnNN0041411316103600010241W所以输出噪声功率谱密度fP0为161300105.03000210330002NfPW/Hz（3）要求4000NSdB，即要求41021iiNS，此时接收机输入功率iiNS41021，又由于信道损耗为10×10dB，故最小平均发送功率为1500f(Hz)0.51H（f）1000-1000-1500带通滤波器带通滤波器抽样判决器输出低通滤波器低通滤波器12)(2teFSK定时脉冲相乘器相乘器t1cost2cos60600010210211016410SW已知滤波器的H具有如下图所示的特性（码元速率变化时特性不变），当采用以下码元速率时（假设码元经过了理想抽样才加到滤波器）：码元速率1000bfBaud；(b)码元速率4000bfBaud；(c)码元速率1500bfBaud；(d)码元速率3000bfBaud。问：（1）哪种码元速率不会产生码间串扰？为什么？（2）哪种码元速率根本不能用？为什么？（3）哪种码元速率会产生码间串扰，但还可以用？为什么？)(fH1000OHzf100013.解：当滤波器的H为图所示特性时，码元速率的极限为2000B。（1）当码元速率1000bfB时，滤波器的H图见P76a，通过作图见P76可看出，这时满足无码间串扰的条件：bnbeqTTiHH常数，2因此不会产生码间串扰。（2）码元速率4000bfB或3000B根本不能用，因为它们都大于极限码元速率。（3）码元速率1500bfB小于极限码元速率，可以用。但由作图见P76b分析可看出，这时不能满足无码间串扰条件，会产生码间串扰条件，会产生码间串扰。1、随参信道传输媒质的特点？（3分）答：对信号的衰耗随时间变化、传输的时延随时间变化、多径传播2、简述脉冲编码调制的主要过程。(6分)抽样是把时间连续、幅值连续的信号变换为时间离散，幅值连续的脉冲信号；量化是把时间离散、幅值连续的脉冲信号变换为幅值离散、时间离散的多电平脉冲信号；编码是把幅值、时间均离散的多电平脉冲信号用一组数字序列表示。3、简单叙述眼图和系统性能之间的关系？（6分）最佳抽样时刻对应眼睛张开最大时刻；对定时误差的灵敏度有眼图斜边的斜率决定；图的阴影区的垂直高度，表示信号幅度畸变范围；图中央横轴位置对应判决门限电平；抽样时刻上，上下阴影区的间隔距离之半为噪声容限。4、简述低通抽样定理。（3分）一个频带限制在（0，fH）内的时间连续信号m(t)，如果以H21fT的时间间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定三、画图题（总分20分，共3小题）1、已知调制信号ttm2000cos载波为t410cos2，分别画出AM、DSB、SSB（下边带）信号的频谱。（6分）00f(kHz)46-4-65-5π2πSAM00f(kHz)46-4-65-5π2πSAM00f(kHz)46-4-65-5π2πSAM2、设信息序列为100000000001100001，试编为AMI码和HDB3码（第一个非零码编为+1），并画出相应波形。（6分）100000000001100001AMIHDB3AMIHDB3+1000+V-B00-V00+1-1+B00+V-1+10000000000-1+10000-1+1000+1-100-100+1-1+100+1-13、设发送数字信息为110010101100，试分别画出OOK、2FSK、2PSK及2DPSK信号的波形示意图。(对2FSK信号,“0”对应Ts=2Tc，“1”对应Ts=Tc；其余信号Ts=Tc，其中Ts为码元周期，Tc为载波周期；对2DPSK信号，0代表“0”、0180代表“1”，参考相位为0；对2PSK信号，0代表“0”、0180代表“1”。)（8分）OOK2FSK2PSK2DPSK110010101100OOK2FSK2PSK2DPSK110010101100四、（总分12分）现有一个由8个等概符号组成的信源消息符号集，各符号间相互独立，每个符号的宽度为0.1ms。计算：（1）平均信息量；（2）码元速率和平均信息速率；（3）该信源工作2小时后所获得的信息量；（4）若把各符号编成二进制比特后再进行传输，在工作2小时后发现了27个差错比特（若每符号至多出错1位），求传输的误比特率和误符号率。解：解：（1）符号）/(38loglog22bitMH——（２分）（2）Ts=0.1ms，所以Baud10000RsT1B30kbit/s310000HRRBb216Mbit/s3600210303tRIb（4）误比特率761025.11021627bP——（２分）2小时传送的码元数为7B107.23600210000tRN误码率为：761075.3107227eP——（３分）五、（总分12分）设某信道具有均匀的的双边噪声功率谱密度ZnHWfP/105.03在该信道中传输抑制载波的单边带（上边带）信号，并设调制信号m（t）的频带限制在5KHZ，而载波为100KHZ，已调信号的功率为10KW。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问：（1）该理想带通滤波器中心频率多大？（2）解调器输入端的信噪功率比为多少？（3）解调器输出端的信噪功率比为多少？解：（1）单边带信号的载频为100kHz，带宽B＝5kHz，为使信号顺利通过，理想带通滤波器的中心频率为(kHz)5.1025211000f——（３分）(2)解调器输入端的噪声与已调信号信号的带宽相同，WBfPNni5105105.02)(233——（３分）已知Si=10kW，所以2000510103iiNS（3）由于单边带调制系统的制度增益为G＝1，因此解调器输出端的信噪比200000iiNSNS六、（总分14分）采用13折线A律编码，最小量