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(20 年至20 学年度第 学期)
考试时间 年 月 日(120分钟) 课程 通信原理 2014年6月22日 13:30--15:00
一、选择题:(单选,每小题3.5分,共35分)
1. 数字通信系统模型中,包括调制器和解调器的广义信道称( B )。 A 、调制信道;B 、编码信道;C 、通讯信道;D 、传输信道;E 、都不对。 2. 对通信系统而言,下面哪个目的不能通过采用调制手段来达到( D )。
A 、提高频率便于辐射;B 、实现信道复用;C 、改变信号占据的带宽;D 、提高信息传输速率。 3. 用单音f(t)=cosωm t 对载波C (t)=cosω0t 进行调频,若J 0(βFM )
=0,则边带功率是载波功率的( D )。
A 、0%;B 、50%;C 、80%;D 、100%;E 、都不对。
4. PCM 通信系统中,收端重建信号与原始信号肯定不同,主要原因是存在( A )。 A 、量化误差;B 、抽样误差;C 、编码误差;D 、传输误差;E 、都不对。
5. 若载波频率为ω0,基带调制信号s(t)是周期为T 的方波,则二进制ASK 信号的传输带宽为( E )Hz 。
A 、1/4T;B 、1/2T;C 、1/T;D 、2/T;E 、4/T;F 、都不对。
6. 一相位不连续的二进制FSK 信号,发“1”码时的波形为Acos(3000πt+θ1) ,发“0”码时的波形为Acos(9000πt+θ2) 。若码元速率为200波特,则系统传输带宽最小应为( B )Hz 。 A 、3000;B 、3400;C 、4200;D 、9000;E 、都不对。
7. 假定调制信号是由ωm ,2ωm 和3ωm 分量组成,他们的振幅相等,即:f(t)=cos ωm t+cos2ωm t+cos3ωm t ,设K f =2π×105rad/v,则其FM 波的最大频偏为( C )KHz 。 A 、3;B 、30;C 、300;D 、3000;E 、都不对。
8. 将M 路频率范围为0.3~4KHz 的语音信号用FDM 方式进行传输,则采用AM 、DSB 、SSB 调制方式时的最小传输带宽分别为( A )KHz 。
A 、8M ,8M ,4M ;B 、4M ,8M ,4M ;C 、4M ,8M ,8M ;D 、4M ,4M ,8M 。
9. 对一个截止频率为4KHz 的低通信号进行抽样,为了无失真重建该信号,则抽样速率应大于( D )。 A 、1KHz ;B 、2KHz ;C 、4KHz ;D 、8KHz 。
10. 用f(t)=cos ωm t 进行间接调频时,其输出信号是( B )。
A 、宽带调频信号;B 、窄带调频信号;C 、宽带调相信号;D 、窄带调相信号;E 、都不对。 二、作图题(共15分)
采用2ASK 方式传输的二进制信息为101100011,已知码元传输速率为1200B ,载波频率为2400Hz ,试构成一种2ASK 信号调制器原理框图,并画出2ASK 信号的时间波形。
答:2ASK 信号是一种数字振幅调制,已调信号的振幅随数字基带信号变化。2ASK 信号可以采用模拟相乘的方式产生,其调制器原理框图如图(a )所示,数字基带信号s(t)应是单极性不归零波形。2ASK 信号
也可以采用数字键控的方式产生,通过开关的接通和接地来产生2ASK 信号,其调制器原理框图如图(b )所示;根据题中已知条件,码元传输速率为1200B ,载波频率为2400Hz , 因此在2ASK 信号的时间波形中,每个码元时间内共有两个周期的载波,数字基带信号s(t)和2ASK 信号的时间波形如图(c )所示:
二进制不归零信号
开关电路
2ASK
(t)
乘法器
e
s cos Wc t
e
2ASK
(t)
(t)
c s (t)
三、证明题(10分 试证明下图所示方案能够解调AM 信号,且其低通滤波器LPF 的截止频率必须是2ωm ,其中ωm 是调制信号f(t)的最高频率。
AM 波
(*)
2
LPF
(*)
V d (t)
〖证明〗:令输入AM 信号的表达式为:
ψAM (t ) =[A 0+f (t )]cos(ω0t +θ0)
则该信号平方后为:
ψ2
0) +1
AM (t ) =[A 0+f (t )]2
cos(2ω0t +2θ2
=0. 5[A 0+f (t )]2+0. 5[A 0+f (t )]2cos(2ω0t +2θ0)
通过截止频率是2ωm 的低通滤波器LPF 后, 剩下的信号分量为:
0. 5[A 0+f (t )]2
开方后其输出信号表达式为:
V 2
d =
2
[A 0+f (t )]
,即解调出AM 信号,证毕。
1
四、简答题:(每小题10分,共20分)
1、对PCM30/32路基群系统,若抽样后均匀量化级数为N =256,同步信号已包含在编码内,问每帧宽度为多少?
路时隙为多少?信息传输速率为多少bps ?
' '
B FM ≈2f m (β' FM +1) =2(2∆f m +2f m ) =2(20⨯103+100⨯103) =240kHz
七、计算题 (10分,专科生做)
对一个振幅为A 的正弦信号进行脉冲编码调制,假设线性量化幅度范围为-V ~+V ,且V 不小于A ,
答:PCM30/32路基群系统的抽样速率为8000次/秒,则每帧宽度为125微妙,其路时隙为125/32=3.9微秒,
当均匀量化级数为N =256时,信息传输速率为
32⨯8125=256
125
=2048kbps 。
2、某基带传输系统选用升余弦波形传送信号,可用基带信道带宽为300kHz ,若信道的滚降系数为0.5,问无失真
码元传输速率最高可达多少bps ? 答:设基带信号最高频率为f m ,则:
f m +α⨯f m =300kHz ⇒f m =200kHz ,
无失真的码元最大传输速率由奈奎斯特定理可得:
R b =2B =2f m =4⨯105bps
五、计算题 (10分)
已知某四进制数字传输系统的传信率为2400 b/s ,接收端在半小时内共收到216个错误码元,试计算该系统的误码率Pe 。 答:传码率为:R B =
R b log M =2400
4
=1200 (B ) 2log 2
半小时(1800秒) 内传送的码元个数为:N = T ·R6
B = 1800×1200 =2.16 ×10 半小时(1800秒) 内接收的错误码元数N N e =216个, 因此误码率P e 为: P e -4
e =
N =216
2. 16⨯10
6
=10六、计算题 (10分,本科生做)
100MHz 的载波,由50kHz 的正弦信号进行调频,最大频偏为10kHz 。
1) 试确定此FM 波的近似带宽。
2) 如果调制信号振幅加倍,试确定调频波的带宽。 3) 如果调制信号频率也加倍,试确定调频波的带宽。
解:(1)当 ∆f m =
10kHz 时,由卡森准则可得FM 波占据的近似带宽为: B FM =2(∆f m +f m ) =2(10⨯103+50⨯103)=120kHz
(2)当调制信号振幅加倍时,根据调频指数与调制信号振幅的关系式:
βFM =k f f (t )max
仍由卡森准则,可知此时FM 波占据的近似带宽为:
B FM ≈2f m (β' FM +1) =2(2⨯∆f m +f m ) =140kHz ;
(3)如果f m 也加倍,仍由卡森准则,可知此时FM 波占据的近似带宽为:
若线性编码位数为7位,问编出的PCM 信号的最大信噪比为多大? 解:对线性量化而言,当非满幅度应用时,输出PCM 信号的量化信噪比为: (
S 0N ) 6n +2+20lg A
PCM ≈ q V
可见,当满幅度(满载)运用时,即A =V 时编出的PCM 信号的信噪比最大,为:
(
S 0
N ) PCM ≈6n +2=6⨯7+2=44dB q
2
…
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(20 年至20 学年度第 学期)
考试时间 年 月 日(120分钟) 课程 通信原理 2014年6月22日 13:30--15:00
一、选择题:(单选,每小题3.5分,共35分)
1. 数字通信系统模型中,包括调制器和解调器的广义信道称( B )。 A 、调制信道;B 、编码信道;C 、通讯信道;D 、传输信道;E 、都不对。 2. 对通信系统而言,下面哪个目的不能通过采用调制手段来达到( D )。
A 、提高频率便于辐射;B 、实现信道复用;C 、改变信号占据的带宽;D 、提高信息传输速率。 3. 用单音f(t)=cosωm t 对载波C (t)=cosω0t 进行调频,若J 0(βFM )
=0,则边带功率是载波功率的( D )。
A 、0%;B 、50%;C 、80%;D 、100%;E 、都不对。
4. PCM 通信系统中,收端重建信号与原始信号肯定不同,主要原因是存在( A )。 A 、量化误差;B 、抽样误差;C 、编码误差;D 、传输误差;E 、都不对。
5. 若载波频率为ω0,基带调制信号s(t)是周期为T 的方波,则二进制ASK 信号的传输带宽为( E )Hz 。
A 、1/4T;B 、1/2T;C 、1/T;D 、2/T;E 、4/T;F 、都不对。
6. 一相位不连续的二进制FSK 信号,发“1”码时的波形为Acos(3000πt+θ1) ,发“0”码时的波形为Acos(9000πt+θ2) 。若码元速率为200波特,则系统传输带宽最小应为( B )Hz 。 A 、3000;B 、3400;C 、4200;D 、9000;E 、都不对。
7. 假定调制信号是由ωm ,2ωm 和3ωm 分量组成,他们的振幅相等,即:f(t)=cos ωm t+cos2ωm t+cos3ωm t ,设K f =2π×105rad/v,则其FM 波的最大频偏为( C )KHz 。 A 、3;B 、30;C 、300;D 、3000;E 、都不对。
8. 将M 路频率范围为0.3~4KHz 的语音信号用FDM 方式进行传输,则采用AM 、DSB 、SSB 调制方式时的最小传输带宽分别为( A )KHz 。
A 、8M ,8M ,4M ;B 、4M ,8M ,4M ;C 、4M ,8M ,8M ;D 、4M ,4M ,8M 。
9. 对一个截止频率为4KHz 的低通信号进行抽样,为了无失真重建该信号,则抽样速率应大于( D )。 A 、1KHz ;B 、2KHz ;C 、4KHz ;D 、8KHz 。
10. 用f(t)=cos ωm t 进行间接调频时,其输出信号是( B )。
A 、宽带调频信号;B 、窄带调频信号;C 、宽带调相信号;D 、窄带调相信号;E 、都不对。 二、作图题(共15分)
采用2ASK 方式传输的二进制信息为101100011,已知码元传输速率为1200B ,载波频率为2400Hz ,试构成一种2ASK 信号调制器原理框图,并画出2ASK 信号的时间波形。
答:2ASK 信号是一种数字振幅调制,已调信号的振幅随数字基带信号变化。2ASK 信号可以采用模拟相乘的方式产生,其调制器原理框图如图(a )所示,数字基带信号s(t)应是单极性不归零波形。2ASK 信号
也可以采用数字键控的方式产生,通过开关的接通和接地来产生2ASK 信号,其调制器原理框图如图(b )所示;根据题中已知条件,码元传输速率为1200B ,载波频率为2400Hz , 因此在2ASK 信号的时间波形中,每个码元时间内共有两个周期的载波,数字基带信号s(t)和2ASK 信号的时间波形如图(c )所示:
二进制不归零信号
开关电路
2ASK
(t)
乘法器
e
s cos Wc t
e
2ASK
(t)
(t)
c s (t)
三、证明题(10分 试证明下图所示方案能够解调AM 信号,且其低通滤波器LPF 的截止频率必须是2ωm ,其中ωm 是调制信号f(t)的最高频率。
AM 波
(*)
2
LPF
(*)
V d (t)
〖证明〗:令输入AM 信号的表达式为:
ψAM (t ) =[A 0+f (t )]cos(ω0t +θ0)
则该信号平方后为:
ψ2
0) +1
AM (t ) =[A 0+f (t )]2
cos(2ω0t +2θ2
=0. 5[A 0+f (t )]2+0. 5[A 0+f (t )]2cos(2ω0t +2θ0)
通过截止频率是2ωm 的低通滤波器LPF 后, 剩下的信号分量为:
0. 5[A 0+f (t )]2
开方后其输出信号表达式为:
V 2
d =
2
[A 0+f (t )]
,即解调出AM 信号,证毕。
1
四、简答题:(每小题10分,共20分)
1、对PCM30/32路基群系统,若抽样后均匀量化级数为N =256,同步信号已包含在编码内,问每帧宽度为多少?
路时隙为多少?信息传输速率为多少bps ?
' '
B FM ≈2f m (β' FM +1) =2(2∆f m +2f m ) =2(20⨯103+100⨯103) =240kHz
七、计算题 (10分,专科生做)
对一个振幅为A 的正弦信号进行脉冲编码调制,假设线性量化幅度范围为-V ~+V ,且V 不小于A ,
答:PCM30/32路基群系统的抽样速率为8000次/秒,则每帧宽度为125微妙,其路时隙为125/32=3.9微秒,
当均匀量化级数为N =256时,信息传输速率为
32⨯8125=256
125
=2048kbps 。
2、某基带传输系统选用升余弦波形传送信号,可用基带信道带宽为300kHz ,若信道的滚降系数为0.5,问无失真
码元传输速率最高可达多少bps ? 答:设基带信号最高频率为f m ,则:
f m +α⨯f m =300kHz ⇒f m =200kHz ,
无失真的码元最大传输速率由奈奎斯特定理可得:
R b =2B =2f m =4⨯105bps
五、计算题 (10分)
已知某四进制数字传输系统的传信率为2400 b/s ,接收端在半小时内共收到216个错误码元,试计算该系统的误码率Pe 。 答:传码率为:R B =
R b log M =2400
4
=1200 (B ) 2log 2
半小时(1800秒) 内传送的码元个数为:N = T ·R6
B = 1800×1200 =2.16 ×10 半小时(1800秒) 内接收的错误码元数N N e =216个, 因此误码率P e 为: P e -4
e =
N =216
2. 16⨯10
6
=10六、计算题 (10分,本科生做)
100MHz 的载波,由50kHz 的正弦信号进行调频,最大频偏为10kHz 。
1) 试确定此FM 波的近似带宽。
2) 如果调制信号振幅加倍,试确定调频波的带宽。 3) 如果调制信号频率也加倍,试确定调频波的带宽。
解:(1)当 ∆f m =
10kHz 时,由卡森准则可得FM 波占据的近似带宽为: B FM =2(∆f m +f m ) =2(10⨯103+50⨯103)=120kHz
(2)当调制信号振幅加倍时,根据调频指数与调制信号振幅的关系式:
βFM =k f f (t )max
仍由卡森准则,可知此时FM 波占据的近似带宽为:
B FM ≈2f m (β' FM +1) =2(2⨯∆f m +f m ) =140kHz ;
(3)如果f m 也加倍,仍由卡森准则,可知此时FM 波占据的近似带宽为:
若线性编码位数为7位,问编出的PCM 信号的最大信噪比为多大? 解:对线性量化而言,当非满幅度应用时,输出PCM 信号的量化信噪比为: (
S 0N ) 6n +2+20lg A
PCM ≈ q V
可见,当满幅度(满载)运用时,即A =V 时编出的PCM 信号的信噪比最大,为:
(
S 0
N ) PCM ≈6n +2=6⨯7+2=44dB q
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