TỔNG HỢP CÂU HỎI MÔN THÔNG TIN SỐ
-----------*****-----------
1_ Sơ đồ khối hệ thống thông tin số. Chức năng từng khối. Ưu diểm hệ thống thông tin số.
2_ Phân lọai kênh truyền trong hệ thống thông tin số. Cho ví dụ cụ thể.
3_ Hai biến ngẫu nhiên nhị phân X và Y có các phân bố đồng thời:
p(X = Y = 0) = p(X = 0,Y = 1) = p(X = Y = 1) = 1/3.
Tính H(X), H(Y), H(X|Y), H(Y|X) và H(XY) ?
4_ Một nguồn DMS có 5 ký hiệu xi, i = 1,2,3,4,5 có xác suất xảy ra bằng nhau. Tính hiệu suất trong
trường hợp mã hoá có chiều dài không đổi trong các trường hợp:
a. Mỗi ký hiệu được mã hoá riêng lẽ tạo chuỗi bit nhị phân ngõ ra.
b. Hai ký hiệu được mã hoá cùng lúc tạo chuỗi bit nhị phân ngõ ra.
c. Ba ký hiệu được mã hoá cùng lúc tạo chuỗi bit nhị phân ngõ ra.
5_ Một nguồn DMS có 8 ký hiệu xi, i = 1,2,…,8 với xác suất tương ứng là: 0.25, 0.2, 0.15, 0.12, 0.10,
0.08, 0.05, 0.05.
a. Thực hiện mã hoá Fano.
b. Thực hiện mã hoá Huffman.
c. So sánh hiệu suất của hai bộ mã.
6_ Một nguồn tin rời rạc trong một hệ thống thông tin số phát ra các ký hiệu với tốc độ 5000 ký
hiệu/giây. Các ký hiệu cùng với xác suất xuất hiện của chúng được cho như bảng sau:
Xi
X1
X2
X3
X4
X5
X6
pXi
0.1
0.21
0.13
0.33
0.15
0.08
a. Xác định entropy H(X) [bit] và tốc độ thông tin (information rate) của nguồn.
b. Hãy thực hiện mã hoá nguồn trên theo phương pháp từ mã có chiều dài cố định. Phương pháp
này có hiệu qủa không ? Tại sao ?
c. Nếu các ký hiệu này được mã hoá sang các bit nhị phân dùng phương pháp mã hoá Huffman,
hãy thực hiện quá trình mã hoá đó và cho biết hiệu suất bộ mã.
7_ Vẽ không gian tín hiệu của các tín hiệu: PAM 4 mức, BPSK, QPSK, 16-PSK, 16-QAM, Chú ý ghi rõ
chùm bit tại các điểm trong không gian tín hiệu.
8_ Vẽ sơ đồ khối điều chế và giải điều chế của các tín hiệu: ASK, BFSK, BPSK, DPSK, QPSK, 16-
QAM.
9_ Biểu diễn tương đương tần số thấp của tín hiệu PAM là:
nnnTtgItu )()(
Giả thiết g(t) là xung chữ nhật và In = an- an-2 với {an}là dãy các biến ngẫu nhiên giá trị nhị phân {1,-1}
không tương quan với xác suất xuất hiện như nhau.
a. Xác định hàm tự tương quan của dãy {In}.
b. Xác định phổ mật độ công suất của u(t).
10_ Trong một hệ thống thông tin số dải nền, chuỗi dữ liệu cần truyền đi {an}, an=
1
, là dãy các biến
ngẫu nhiên độc lập thống kê và đồng xác suất. Dạng sóng dải nền được truyền đi là:


nnnTtgats )()(
trong đó, xung g(t) được mô tả như hình bên.
Ở phía thu, người ta sử dụng máy thu tối ưu để thực hiện việc tách
sóng.
a. Giả sử hệ thống chỉ bị ảnh hưởng bởi nhiễu AWGN và chất lượng máy thu được đánh giá thông qua
xác suất lỗi bit Pe với:
, trong đó Eb là năng lượng trung bình trên 1 bit.
Xác định Pe biết rằng: A = 1Volt, T = 1 s, N0/2 = 3.10-8 Watts/Hz.
b. Bây giờ, nếu chuỗi {an} này được đưa qua mạch mã hoá để tạo chuỗi {bn} theo quy luật:
bn = an-1 + an
Lúc này, dạng sóng dải nền được truyền đi có dạng:


nnnTtgbts )()(
Hãy xác định hàm tự tương quan của dãy {bn}.
c. Xác định hàm mật độ phổ công suất (PSD) của tín hiệu s(t) ở câu b.
11_ a. Hãy cho biết các yêu cầu của mã hóa đường dây (line codes) trong hệ thống thông tin ? Vẽ dạng
sóng của một số mã đường dây thông dụng.
A
g(t)
0 T t
b. Hãy cho biết có bao nhiêu cách để thay đổi dạng phổ của tín hiệu dải nền ?
c. Vẽ sơ đồ cấu trúc máy thu dùng bộ tương quan và dùng bộ lọc phối hợp. Chứng minh sự tương đương
giữa hai cấu trúc này.
12_ Cho chuỗi bit dữ liệu sau:
101010111101010100001111
được truyền đi dùng sơ đồ điều chế DPSK. Chỉ ra bốn chuỗi dữ liệu được mã hoá vi sai khác nhau cho
chuỗi dữ liệu trên. Nêu thuật toán cho mỗi chuỗi.
13_ Tìm xác suất lỗi bit của bộ tách sóng BFSK nhất quán với các tín hiệu:
tts
2000cos5.0)(
1
và
tts
2020cos5.0)(
2
Giả sử là chu kỳ ký hiệu T = 0.01s và No/2 = 0.0001W/Hz.
14_ Hãy nêu ít nhất 10 nguồn nhiễu hoặc các nguồn làm suy hao tín hiệu trong tuyến thông tin. Giải thích
cụ thể nguyên nhân.
15_ a. Xác định giá trị của tổn hao trong không gian tự do ứng với tín hiệu có tần số sóng mang 100Mhz
và khoảng cách bằng 5Km theo decibels.
b. Cho công suất ngõ ra của máy phát bằng 10W. Giả sử cả hai anten phát và thu là đẳng hướng
và bỏ qua các suy hao khác. Hãy tính công suất thu được theo dBW.
c. Nếu đường kính của anten tăng gấp đôi. Hãy xác định độ tăng độ lợi anten theo decibels.
d. Với hệ thống ở câu (a), đường kính của anten phải bằng bao nhiêu để độ lợi của nó bằng 10dB.
Giả sử hiệu suất của anten bằng 0.55.
16_ Một máy phát có công suất ngõ ra bằng 2W tại tần số sóng mang bằng 2GHz. Giả sử cả hai anten
phát và thu đều là anten dĩa có đường kính bằng 3ft và hiệu suất là 0.55.
a. Tính độ lợi của mỗi anten.
b. Xác định EIRP của tín hiệu phát đi theo dBW.
c. Nếu anten thu cách anten phát một khoảng bằng 25miles. Hãy xác định công suất tín hiệu thu
được theo dBW.
17_ Một máy thu có các thông số như sau: độ lợi 50 dB, hệ số nhiễu 10 dB, băng thông 500MHz, công
suất tín hiệu ngõ vào bằng 50.10-12 W, nhiệt độ nguồn ToA = 10 K và tổn hao đường dây được bỏ qua.
Nếu muốn chèn vào giữa anten và máy thu một bộ tiền khuyếch đại có độ lợi bằng 20 dB và băng thông
bằng 500MHz để cải thiện tỉ số SNR của toàn bộ hệ thống thêm 10 dB thì hệ số nhiễu của bộ tiền
khuyếch đại đó bằng bao nhiêu ?
18_ Một máy thu có hệ số nhiễu 13 dB được nối với anten thông qua đường truyền 300 ohms có chiều
dài bằng 75 ft với mức suy hao 3 dB/100 ft.
a. Hãy xác định hệ số nhiễu tổng hợp của đường dây và máy thu.
b. Nếu một bộ tiền khuyếch đại có độ lợi 20 dB và hệ số nhiễu bằng 3 dB được chèn vào giữa
đường dây và máy thu, hãy xác định hệ số nhiễu tổng hợp của đường dây, bộ tiền khuyếch đại và máy
thu.
c. Lặp lại câu (b) trong trường hợp bộ tiền khuyếch đại được chèn vào giữa anten và đường dây.
19_ a. Giả sử tầng trước của một máy thu có các thông số sau: độ lợi 60 dB, băng thông 500MHz, hệ số
nhiễu 6 dB, công suất tín hiệu ngõ vào 6.4x10-11 W, nhiệt độ nguồn ToA = 290 K và tổn hao đường dây
bằng 0 dB. Một bộ tiền khuyếch đại với các đặc tính sau được chèn vào giữa anten và máy thu: độ lợi 10
dB, hệ số nhiễu 1 dB. Xác định hệ số nhiễu phức hợp theo decibels.
b. Xác định độ cải thiện tỉ số SNRout theo decibels.
c. Lặp lại câu (b) trong trường hợp ToA = 6000 K và ToA = 15 K. Nhận xét về tỉ số SNRout của
hai trường hợp này so với kết qủa ở câu (b).
20_ Một hệ thống thông tin vệ tinh sử dụng máy phát có công suất 20W ở tần số sóng mang 8GHz.
Anten phát sử dụng anten parabol có đường kính bằng 2ft. Khoảng cách đến trạm thu mặt đất bằng 37000
Km. Hệ thống thu sử dụng anten parabol có đường kính 8ft và có nhiệt độ nhiễu hệ thống bằng 100oK.
Giả sử mỗi anten đều có hiệu suất bằng 0.55 và tổng các tổn hao khác bằng 2 dB.
a.Xác định tốc độ dữ liệu tối đa nếu hệ thống sử dụng kiểu điều chế DPSK và xác suất lỗi bit
không vượt quá 10-3.
b. Lặp lại câu (a) trong trường hợp tần số sóng mang bằng 2GHz.
21_ a. Cho một tuyến thông tin hoạt động ở tần số sóng mang 12GHz, giá trị EIRP = 0 dBW. Hệ thống sử
dụng kiểu điều chế BPSK với xác suất lỗi bit 10-5 khi tốc độ dữ liệu bằng 10Mbps. Anten thu có đường
kính bằng 0.1m, hiệu suất 0.55 và nhiệt độ bằng 800K. Khoảng cách giữa máy phát và máy thu bằng
10Km. Độ dự trữ tuyến M = 0 dB và giả sử bỏ qua các tổn hao phụ khác. Hãy xác định hệ số nhiễu thu
cực đại cho phép.
b. Nếu tốc độ dữ liệu tăng gấp đôi thì hệ số nhiễu sẽ bị ảnh hưởng như thế nào?
c. Nếu đường kính của anten được tăng gấp đôi thì hệ số nhiễu sẽ bị ảnh hưởng như thế nào?
22_ Tuyến uplink của một hệ thống thông thông tin vệ tinh có các thông số sau:
Khoảng cách giữa máy phát và máy thu: 40000 km
Công suất máy phát: 60W
Anten phát là loại anten parabol có đường kính 5m.
Tần số sóng mang: 6 Ghz
Tốc độ trưyền dữ liệu: 1.8 Mbps
Tổn hao do thời tiết: 6 dB
Anten thu có độ lợi 35 dB.
Nhiệt độ anten thu 300oK
Nhiệt độ máy thu 4000oK
Tỉ số Eb/N0 yêu cầu là 12 dB
Bỏ qua các loại tổn hao khác mà không được đề cập ở trên.
a. Xác định giá trị EIRP [dB]?
b. Công suất tín hiệu tại ngõ vào máy thu Pr [dB]?
c. Tính độ dự trữ M [dB] của tuyến thông tin trên?
23_ a. Trình bày kỹ thuật phân tập để hạn chế ảnh hưởng của hiện tượng fading.
b. Trong một hệ thống thông tin số, một vệ tinh ở quỹ đạo địa tĩnh cách trái đất 36000km được sử
dụng như là một bộ lặp tín hiệu. Xét tuyến downlink- tuyến thông tin từ vệ tinh xuống trạm mặt đất.
Đặc điểm của tuyến này như sau:
Độ lợi của anten trên vệ tinh là 6 dB.
Độ lợi của anten ở trạm mặt đất là 50 dB.
Tần số sóng mang sử dụng là 4 Ghz.
Tốc độ dữ liệu 106 bps.
i> Để việc thông tin của hệ thống này là đáng tin cậy, yêu cầu tỉ số Eb/N0 tối thiểu là 15 dB. Hãy
xác định công suất của máy phát trên vệ tinh. Biết rằng N0 = 4.1x10-21 W/Hz.
ii> Xác định công suất phát Pt, biết rằng công suất tín hiệu ở ngõ vào máy thu Pr = -130 dB.
25_ Vẽ sơ đồ khối và giải thích 2 hệ thống FEC và ARQ. Cho ví dụ một số lọai mã tương ứng dung trong
các hệ thống trên.
26_ Cho mã Hamming(7,4) với:
1 1 2 3
c m m m
2 2 3 4
c m m m
3 1 2 4
c m m m
a. Vẽ sơ đồ khối bộ mã hóa và giải thích
b. Tìm từ mã với chuỗi bit tin tức vào M=[0 1 1 1]