2015年北京郵電大學(xué)通信原理期末試題答案

1、北京郵電大學(xué)北京郵電大學(xué) 2012015 52012016 6 學(xué)年第學(xué)年第 i i 學(xué)期學(xué)期 通信原理期末考試試題（a 卷） 考試注意事項(xiàng) 一、參加考試須帶學(xué)生證或?qū)W院證明，未帶者不準(zhǔn)進(jìn)入考場。 二、學(xué)生必須按照監(jiān)考教師指定座位就坐。 三、書本、參考資料、書包等與考試無關(guān)的東西一律放到考場指定位置。 四、不得自行攜帶草稿紙，本試卷的背頁以及最后一頁可作為草稿紙。 五、答題必須寫在規(guī)定的位置，也可做在背面并有清晰標(biāo)注，不能做在草稿紙上。 六、不得使用計(jì)算器。 考試課程 通信原理 考試時間 2016 年 1 月 22 日 題號 一 二 三 四 五 六 七 總分 滿分 28 12 12 12 12

2、 12 12 100 得分 閱卷教師 一選擇填空（每題 1 分，最高得 28 分） 在候選答案出選出最佳的一個答案寫在下面的答題表中，寫在別處不得分 空格號 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 答案 b c a b c c a d b d 空格號 (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) 答案 b a b a a d a b c a 空格號 (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) 答案 b b c c b a b d a c 1.

3、m 進(jìn)制調(diào)制中符號能量 es與比特能量 eb的比值是(1)，符號速率 rs與比特速率 rb的比值是(2)。 (1) (2) (a) 1 (b) 2log m (c) 21log m (d) m 2. 設(shè)數(shù)據(jù)速率是 400bit/s。正交 4fsk 中相鄰兩個頻率之差最小是(3)hz。 (3) (a) 100 (b) 200 (c) 300 (d) 400 a 卷第 1 頁 共 12 頁 姓名： 班級： 班內(nèi)序號： 學(xué)號 3. 與 qpsk 相比，oqpsk 的主要優(yōu)點(diǎn)是(4)。 (4) (a) 包絡(luò)起伏大 (b) 包絡(luò)起伏小 (c) 頻譜效率高 (d) 誤比特率小 4.對于相同的 eb/n0，

4、qpsk 的誤比特率與(5)的誤比特率相同。 (5) (a) ook (b) 2fsk (c) 2psk (d) dpsk 5. 與 2psk 相比，dpsk 具有抗(6)的優(yōu)點(diǎn)。 (6) (a) 信道失真 (b) 非線性失真 (c) 相位模糊 (d) 符號間干擾 6. ()1,0,0與()0,0,1之間的漢明距離是(7)，歐氏距離是(8)。 (7) (8) (a) 2 (b) 1 (c) 0 (d) 2 7. 某帶通信號的頻帶范圍是 17khz21khz，對此信號進(jìn)行采樣，不發(fā)生頻譜混疊的最小采樣率是(9)khz。 (9) (a) 8 (b) 8.4 (c) 21 (d) 42 8. m 進(jìn)

5、制數(shù)字通信系統(tǒng)中，若滿足下列條件中的(10)，則按似然概率最大判決等效于按歐氏距離最近判決。 (10) (a) m 個發(fā)送符號先驗(yàn)等概 (b) m 個星座點(diǎn)排在一個圓上 (c) m 個星座點(diǎn)排成一條直線 (d) 信道噪聲是加性高斯白噪聲 9. a 律十三折線編碼器中的量化屬于(11)。 假設(shè)編碼器輸入的動態(tài)范圍是16,16，若輸入樣值是 7.8，則輸出的 8 比特碼字中，極性碼是(12)，段落碼是(13)，段內(nèi)碼是(14)。 (11) (a) 均勻量化 (b) 對數(shù)量化 (c) 最優(yōu)量化 (d) 矢量量化 (12) (a) 1 (b) 0 (c) + (d) (13) (a) 111 (b)

6、110 (c) 101 (d) 100 (14) (a) 1111 (b) 1110 (c) 1101 (d) 1100 a 卷第 2 頁 共 12 頁 140 10. 對基帶信號( )()cos 12m tt=按速率 fs=1/ts進(jìn)行理想采樣得到( )sx t，然后通過一個截止頻率為 fs/2、增益為 ts的理想低通濾波器，輸出為( )y t。在下列頻譜圖中， (15)是 m t的頻譜。 若sf =20hz， 則( )sx t的頻譜是(16)，( )y t的頻譜是(17)；若sf =10hz， 則( )sx t的頻譜是(18)，( )y t的頻譜是(19)。 當(dāng) fs=20hz 時，( )

7、y t=(20)；當(dāng) fs=10hz 時，( )y t=(21)。 (15) (16) (17) (18) (19) (a) (b) (c) (d) (20) (21) (a) costp12 (b) costp8 (c) costp4 (d) costp6 11.下列 2psk 載波提取框圖中，(22)是平方環(huán)，(23)是科斯塔斯環(huán)。 (22) (23) (a) (b) (c) (d) fo666fo 446fo141426626平方窄帶濾波或鎖相環(huán)平方窄帶濾波或鎖相環(huán)二分頻移相器環(huán)路濾波器vco低通濾波器低通濾波器移相器環(huán)路濾波器vco低通濾波器低通濾波器a 卷第

8、 3 頁 共 12 頁 姓名： 班級： 班內(nèi)序號： 學(xué)號 12.下列調(diào)制框圖中，(24)是 8psk，(25)是 oqpsk，(26)是 16qam。 (24) (25) (26) (a) (b) (c) (d) 13.某線性分組碼的生成矩陣為100101101011100010111g=， 該碼是編碼率為(27)的(28)碼，其監(jiān)督矩陣為 h=(29)。已知該碼的譯碼器可糾正 1 位錯，若譯碼器接收到 y=(0100000)，則譯碼結(jié)果是(30)。 (27) (a) 1/7 (b) 3/7 (c) 4/7 (d) 1 (28) (a) 非系統(tǒng) (b) 奇偶校驗(yàn) (c) 重復(fù) (d) 系統(tǒng) (

9、29) (a) 1101000011010001000111010001 (b) 1101000001010011100101010001 (c) 1101000011010011100111010001 (d) 1101000011010011100101010101 (30) (a) 0101110 (b) 0010100 (c) 0000000 (d) 1010011 cos(2fct)脈沖成形串并變換映射為4電平脈沖成形sin(2fct)映射為4電平cos(2fct)脈沖成形sin(2fct)串并變換映射為1映射為1脈沖成形tbcos(2fct)脈沖成形串并變換星座映射脈沖成形sin(

10、2fct)cos(2fct)脈沖成形映射為16電平串并變換a 卷第 4 頁 共 12 頁 140 二 （12 分）某二進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)在0,tb內(nèi)等概發(fā)送()ccos 2f t，其中cf是 1/tb的整倍數(shù)。接收框圖如下所示，判決器輸入yaz= +中的a 是()ccos 2f t形成的輸出， z 是功率譜密度為 n0/2 的白高斯噪聲 nw(t)形成的輸出。 試求 a 的值，z 的均值及方差，z 的概率密度函數(shù)，以及發(fā)送()ccos 2f t條件下 y0 的概率。 答案： 【3 分】()()bbcc0b2cos 2cos 2d2ttaf tf ttt= 【2+2+2 分】z 的均值 0，方差02n

11、，概率密度2001eznn 求方差方法有多種： 一 圖中的()cb2cos 2f tt在b,t0內(nèi)能量為 1，是歸一化的基函數(shù)，因此噪聲方差是n02 二 高斯白噪聲與能量為 e 的任意函數(shù)的內(nèi)積是零均值高斯隨機(jī)變量，方差是ne02 三 求 bwcbcosdtentf tttp2022，得到02n 四 圖中的相關(guān)器等價(jià)于一個沖激響應(yīng)為 cbrectcosbth tf tttp1222的濾波器。 濾波器輸出噪聲功率譜是 nh f202， 積分得到噪聲方差是hnne 0022 【3 分】概率b01erfc22tn= 一 所求概率=pr za=przaaq 然后整理，后一步根據(jù) q 函數(shù)的意義得到。

12、a 卷第 5 頁 共 12 頁 姓名： 班級： 班內(nèi)序號： 學(xué)號 或者所求概率=pr za=prerfczaa22212222然后整理，后一步根據(jù) erfc 函數(shù)的意義得到。 二 所求概率=pr za， 對 z 的概率密度函數(shù)在, a 內(nèi)積分， 化為 erfc 或 q函數(shù) 三 寫出 y 的概率密度函數(shù)，在,0內(nèi)積分，化為 erfc 或 q 函數(shù) a 卷第 6 頁 共 12 頁 140 三 （12 分）有兩個基帶信號( )1s t、( )2st如下圖所示。用這兩個函數(shù)可以構(gòu)造出一組歸一化正交基函數(shù)為( )( )( )112fts tst=+、( )( )( )2123fts tst=。 (1)

13、畫出( )1ft、( )2ft的波形； (2) 寫出( )1s t、( )2st的矢量表示()11112,ss=s、()22122,ss=s； (3) 求( )1s t、( )2st的內(nèi)積、歐氏距離。 答案 (1)【2+2 分】 (2) 【2+2 分】111,2 2 3=s、211,22 3=s 一 根 據(jù) 題 目 中 的( )( )( )112fts tst=+、( )( )( )2123fts tst=得 到 s tstftfts tst 1212123。然后得到 s tftftstftft 11221211231123 二 根 據(jù) 定 義 計(jì) 算 ds t ftt 111012、 dst

14、 ftt 121012、 ds t ftt 112012 3、 dst ftt 122012 3 (3)【2+2 分】內(nèi)積=16，歐氏距離=13 11ot11ots1(t)s2(t)11ot1otf1(t)f2(t)a 卷第 7 頁 共 12 頁 姓名： 班級： 班內(nèi)序號： 學(xué)號 一用111,2 2 3=s、211,22 3=s計(jì)算 二計(jì)算 ds t stt1120、 ds tstt12120 a 卷第 8 頁 共 12 頁 140 四 （12 分）某 8 進(jìn)制調(diào)制在歸一化正交基下的星座圖如下所示。假設(shè)星座點(diǎn)等概出現(xiàn)并通過 awgn 信道傳輸。求此星座圖中星座點(diǎn)之間的最小距離 dmin、平均符

15、號能量 es，并標(biāo)出 s1、s2這兩個星座點(diǎn)的 ml 判決域。 答案： 【3】dmin=2 【3】es=22312=5 【3+3】 13311313s1s213311313s1s2a 卷第 9 頁 共 12 頁 姓名： 班級： 班內(nèi)序號： 學(xué)號 五 （12 分）某均勻量化器的輸入 x 在區(qū)間4,4內(nèi)均勻分布，輸入輸出關(guān)系是 ( )3,421,201,023,24xxyq xxx = 求信號功率2se x=、量化輸出功率2qse y=、輸入輸出的相關(guān)值e xy、量化噪聲功率()2qneyx=、量化信噪比qsn。 答案 【2】163s = 一如果熟悉區(qū)間長度為 a 的均勻分布，則所求功率=方差a2

16、281212 二計(jì)算積分dxx42418 【2】223152qs+= 【3】5e xy = 一44244002111ddd3 d58444xye xyxxy yx xx x=+= 二 y 1的條件下，|e xy ye xx1021；y 3的條件下，|e xy ye xx 3323339，平均得到 5 【3】q13n = 一qss13 二 ()222161252 533eyxe ye xe xy=+=+ = 【2】q16sn= 一根據(jù)均勻量化的性質(zhì)直接寫出2416 二根據(jù)已得到的 s 和 nq 求得 a 卷第 10 頁 共 12 頁 140 六 （12 分）下圖中基帶信號( )1m t、( )2

17、mt的帶寬分別是 4khz 和 5khz，這兩個信號經(jīng)過奈奎斯特速率采樣、a 律十三折線編碼后，分別形成了速率為 r1、r2的二進(jìn)制序列，然后與一路速率為 r3=112kbps 的數(shù)據(jù)時分復(fù)用，所得到的速率為 rb的數(shù)據(jù)經(jīng)過 mqam 調(diào)制后通過帶寬為 80khz 的帶通信道傳輸。 (1) 寫出 r1、r2、rb的數(shù)值； (2) 設(shè)計(jì) mqam 的進(jìn)制數(shù)、滾降系數(shù)。 答案： (1)【2+2+2】 88=64kbps、108=80kbps、64+80+112=256kbps (2)【3+3】16 進(jìn)制、滾降系數(shù)為 1/4 log m2256180， log m2256161805，log m 2

18、5116 答 16 進(jìn)制、滾降系數(shù)為 1/4，得 6 分 答 32 進(jìn)制、滾降系數(shù) 9/16，得 4 分 答 64 進(jìn)制、滾降系數(shù) 7/8，得 3 分 時分復(fù)用a律十三折線編碼奈奎斯特速率采樣mqam帶通信道r1r2r3帶寬80khzm1(t)m2(t)rba律十三折線編碼奈奎斯特速率采樣a 卷第 11 頁 共 12 頁 姓名： 班級： 班內(nèi)序號： 學(xué)號 七 （12 分）將速率為 r1=2000bit/s 的數(shù)據(jù)序列bn通過(7,4)分組碼編碼后形成一個速率為 r2的二進(jìn)制序列ck，然后進(jìn)行 bpsk 調(diào)制，再通過加性白高斯噪聲信道傳輸。接收端先進(jìn)行 bpsk 解調(diào)，再對解調(diào)輸出的比特序列進(jìn)行譯碼。已知該(7,4)分組碼的最小碼距是 3， bpsk 系統(tǒng)的基帶采用矩形成形脈沖