期末试题A103北京邮电大学通信原理.docx

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期末试题A103北京邮电大学通信原理

北京邮电大学2012—2013学年第I学期

《通信原理》期末考试A卷

考试注意事项

一、参加考试须带学生证或学院证明，未带者不准进入考场。

二、学生必须按照监考教师指定座位就坐。

三、书本、参考资料、书包等与考试尢关的东西一律放到考场指疋位置。

四、不得自行携带草稿纸，本试卷的背页以及最后一页可作为草稿纸。

五、答题必须写在规定的位置，也可做在背面并有清晰标注，不能做在草稿纸上。

六、不得使用计算器。

考试课程

通信原理

考试时间

2013年1月11日

题号

——一

——二

—-

四

五

六

七

八

总分

满分

20

20

10

10

10

10

10

10

得分

阅卷教师

.填空（每题1分，共20分）

（1）

已知数据速率是9600bps,基带信号采用滚降系数为0.5的根升余弦脉冲。

bps/Hz;

若采用QPSK,则已调信号的带宽是Hz，频谱效率是

Mbps。

某64QAM系统发送端采用了根升余弦滚降成形，其发送信号的单边功率谱密度图如下所示。

从图中可知，发送信号功率是W，滚降系数是—

符号速率是MBaud，比特速率是

将N路话音信号分别通过截止频率为fH的理想低通滤波器，然后按奈氏速

率采样，A律十三折线编码，最后时分复用为一路速率为Rb的数据。

若N=10,

Rb=560kbps,则fH不得大于kHz。

若Rb=2.048Mbps,fH=4kHz，则最

kbps。

多可以传输N=路话音。

若fH=3kHz,N=100,则输出速率Rb=

假设四进制调制的两个比特的平均能量Eb=1,则4ASK的最小星座点间距离

矩形星座格雷映射的16QAM调制的I路和Q是两个独立的4ASK。

若已知

这两个4ASK的符号错误率都是0.0002，则16QAM的符号错误率近似

，16QAM的平均比特错误率近似是

•选择填空（每题1分，共20分。

）

将答案写在本题后面的答题表中，第21空是示例

1.下图是

（1）调制的一种解调方案，叫

（2）。

（1）

（A）OOK

（B）2FSK

（C）BPSK

（D）DPSK

（2）

（A）相干解调

（B）最佳解调

（C）差分相干解调

（D）包络解调

2.假设BPSK的数据独立等概，发端载波是（曲Z+B）。

收端使用平方环或

Costas环所恢复的载波是心（纹口+#+v?

）,其中甲是一个⑶的随机相位。

（A）等概取值于0或；I

（B）等概取值于±i

（C）在区间［0,兀］内均匀分布

（D）在区间［一％各］内均匀分布

⑶

3.某二进制调制器的输入数据独立等概，发送功率谱如下图所示。

从功率谱来

XIZH/mBac^率功

⑷

（A）OOK

（B）2FSK

（C）BPSK

（D）DPSK

⑸

（A）RZ矩形

（B）根升余弦

（C）升余弦

（D）NRZ矩形

f

fc

4.下列四个8PSK星座图中，（6）不是格雷映射。

57^面的四个眼图对应四个不同的系统，其中频谱效率最高的是_（7）_，对时钟

误差最不敏感的是（8）。

6.下图中，0是幅度为±1的双极性NRZ信号n且都远大于数据速率。

此图中的si（t）是（9），S2（t）是（10），S3（t）是（11），S4（t）是（12）。

（9）（10）

（11）（12）（E）不属于上述4种的其他调制方式

7.下图中的X（门是系统的总体响应。

如果不满足（13）准则,接收端的采样值如】将会包含（14）。

为了解决这一问题，可以在图中“？

”处加一个（15）。

（A）ML

（B）MAP

（C）奈奎斯特

（D）因果性

（A）误码

（B）误差

（C）码间干扰

（D）噪声

（A）超前滞后门

（B）均衡器

（C）Costas环

（D）量化器

（13）

（14）

（15）

8.将符号间隔为Ts的双极性NRZ信号叩•）按下图进行处理得到叭⑴•也⑴•…宀⑴。

已知NRZ信号的数据独立等概；LPF1、LPF2是理想低通滤波器，截止频率分别为击和寺；BPF1和BPF2是理想窄带滤波器，带宽为卅可，中心频率分别是±和令。

考虑信号功率谱的线谱分量（频域冲激），那么S1（t）（16），S2（t）（17），S3（t）（18），S4（t）（19），S5（t）（20）。

H平方］►S1（t）

>1LPF1Zf平方］S2（t）

*1BPF1L

4

BPF2［■

s（t）

平方一^*S3（t）

LPF2

*S4（t）

（A）无线谱分量

（B）无时钟分量，但有时钟的二倍频分量

（C）有时钟分量

（D）有线谱分量，但无时钟或具二倍频分量

*S5（t）

（16）

（17）

（18）

（19）

（20）

9.某作家参加通原考试，20个选择题拿了20分。

这是因为（21）。

（A）作家突击学习，很快就把通原学明白了

（B）

（21）

作家运气非常好，蒙对了所有答案

（C）考试作弊

注：

A不可能，作家学本课可能需要从四则运算开始；B的概率虽不为0,但很小；作家属

于品德高尚的群体，发生C的可能性也很小，但还是比B大。

故根据MAP准则选C。

选择填空答题表

（1）

（2）

（3）

⑷

（5）

（6）

（7）

（8）

（9）

（10）

（11）

D

C

A

D

D

A

D

A

B

C

（12）

（13）

（14）

（15）

（16）

（17）

（18）

（19）

（20）

（21）

A

C

C

C

B

D

D

C

A

C

三.判断题（每题1分，共10分。

请在“正误”栏中打"或X）

序号

题目

正误

1

OQPSK的目的是为了能够相干解调。

X

2

数据速率相同时，16QAM所需的信道带宽是QPSK的一半。

V

3

2FSK的载频间隔越大，则频带利用率越高

X

4

在MQAM中，如欲频谱效率提高1倍，应将星座图中的星座点数提高1倍。

X

5

给定Eb/No的条件下，MFSK的误码率随M的增加而减小。

V

6

对于固定的M以及Es/N0,MFSK的误码率随载频之间频差的增加而单调下降。

X

7

无论量化器的输入服从何种分布，均匀量化器的量化信噪比都近似等于量化级数的平方。

X

8

GSM手机所用的GMSK调制是在MSK的基础上发展出来的。

V

9

对带宽为B的带通信号进行米样时，不发生频谱混叠需要的最小米样率有可能比2B略咼。

V

10

如果这10道题的答案是10个独立同分布的、卩=皿的伯努力随机变量，那么答案中一定有5个X,5个2。

X

4.（10分）下图中序列｛虬｝的速率为1/%,其元素以独立等概方式取值于0、1。

=（一1）心'E｛±1｝。

刃）=工-nT],），其中曲）=hiiii：

（士）。

j是加性白高斯噪声。

LPF的冲激响应是WK1、K2是两个开关。

采样时刻是皿。

—

决

（1）若K1、K2均处于打开状态，写出城。

的功率谱密度表达式，并写出判决规则。

⑵若K1、K2均处于闭合状态，

（a）求城的功率谱密度表达式；

（b）分别写出几=（）以及b”=I的条件下，0“的可能取值；

（C）写出判决规则。

5.（10分）某4ASK系统的传输速率为4Mbps,已知发送的比特彼此独立，其中“1”的出现概率是1/4。

该系统发送信号的星座图如下

abed

1110O0001

其中a、b、c、d四个点的坐标分别是—3*—LL3，基函数曲,幻⑴是能量为2、滚降系数为0.5的根升余弦成形脉冲。

'

（1）求a、b、c、d各点的出现概率。

⑵求a、b、c、d各点所对应波形为Q冲⑴占◎裁⑴的能量。

（3）求该系统发送信号的平均符号能量£、平均比特能量坯。

⑷画出发送信号的功率谱密度示意图。

6.

（10分）右图是8PSK的星座图，第i个星座点旳=討猗+器。

发送某个Si,到接收端成为

=,其中77=77.（.是噪声，已知珥,丁也是

两个独立同分布的零均值高斯随机变量，方差均为1/2。

似然函数fd/M）为发送冷」条件下，y的实部和虚部的联合概率密度函数。

【甘石）=養厂巴廿。

】

（1）在图中标出S0和S1的判决域；

（2）求发送冷£而接收信号y落在1、4象限的概率；

⑶若已知y满足/（训旳）虑）＜…V/（训牝）＜八讥片），求离y最近的星座点;⑷若已知y满足/（训划）=jWM）=■■-=/仞加），求W=?

⑸若已知y离S0的欧氏距离为1，求闽）。

七7（10分）下图中，对基带信号"“⑴按间隔賀采样（采样率m苍）后得到序列｛中卄=0将该序列发到收端，收端用其重建的信号是沽⑴=力行如卩（扌一们忑）。

已知世⑴=龙5“（十一A：

）,其中｛你｝是取值于土1的独

"=—g春=—X

立等概序列，曲）=加冲「皆是滚降系数为1的升余弦系统总体响应，记其能量为Eg0令&（/）二总⑴-小⑴0

I,｛世”｝,

册出一H理想采样IH重建I——•砂

Tj：

（1）求忖⑴的带宽W,功率P;

⑵若采样率取为人三2W，求能使U⑴的功率最小的卩⑴，并写出相应的叩）功率;⑶若采样率取为人=W，求能使C⑴的功率最小的卩⑴，并写出相应的呗）功率；

⑷若采样率取为人=\V/2，求能使叩）的功率最小的M）,并写出相应的C⑴功率。

八.（10分）设X的概率密度函数”佃）如图所示。

将X通过一个量化器成为

_fa.Q

r

其中（]<（｝<]o量化误差是z=X-Vo⑴求Y=口及丫=1+rt的出现概率几-厲卄；

（2）证明Z的概率密度函数是

/（W）=#—d—氛Z€[—仏1—切；

⑶求能使最大量化误差打1価｛|团｝最小的a值；

（4）求量化误差Z的均值E0]以及能使均值为0的a值;

⑸求能使量化噪声功率E0]最小的a值。