114年 國安局特考 三等 電子組(選試英文) 通訊系統 試卷

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年公務人員特種考試警察人員、一般警察人員、
國家安全局國家安全情報人員、移民行政人員考試及
114年特種考試退除役軍人轉任公務人員考試試題
考 試 別
:
國家安全情報人員考試
等 別
:
三等考試
類科組別
:
電子組(選試英文)
科 目
:
通訊系統
考試時間
:
2小時 座號:
※注意:禁止使用電子計算器。
不必抄題,作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上,於本試題上作答者,不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外,應使用本國文字作答。
代號:
35540
頁次:
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-
1
一、假設 1( ) cos(2 )
c
g t f t
,其中 2 2
T T
t
、fc為頻率。 2( )g t 為一方波,如下
圖所示:
若1 2
( ) ( ) ( )g t g t g t,請求 ( )g t 的傅立葉轉換(Fourier transform)。(15 分)
二、非線性平方律偵測器(square-law detector)常用於傳統振幅調變
(amplitude modulation, AM)系統的調變器與解調器設計中。考慮下列
的平方律偵測器 2
2 1 1 2 1
( ) ( ) ( )v t a v t a v t
其中 1
a以及 2
a為常數, 1( )v t 為輸入訊號,而 2( )v t 為輸出訊號。
假設輸入訊號 1( ) cos(2 ) ( )
c c
v t A f t m t
,其中 ( )m t 為欲傳送的信息
(message)而 cos(2 )
c c
A f t
為載波(carrier wave)。請求該平方律偵測
器的輸出訊號 2( )v t 。(5分)
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承,假設欲傳送的信息 ( )m t 為一頻寬為 W的基頻信號,其頻率響應
(frequency response)( )M f 如下所示:
假設載波的頻率 3
c
f W,根據 ( )M f ,請描繪出輸出訊號 2( )v t 的頻率
響應 2( )V f 。(5分)
承,假設我們想利用以下的調諧電路(tuned circuit)來產生一 AM
信號,如下圖所示:
請設計該協調電路使之能產生一 AM 信號。(10 分)
承,請計算該AM 信號的振幅靈敏度(amplitudesensitivity)a
k。(5分)
三、假設 ( ) cos(400 ) 0.5cos(12000 )s t t t
,將 ( )s t 以取樣頻率(sampling
frequency)10 kHz
s
f進行取樣可得離散時間訊號(discrete-time signal)
[ ]s n ,請描繪出 [ ]s n 的頻譜(spectrum)。請問所得的 [ ]s n 是否滿足奈奎斯
特取樣定理(Nyquist Sampling Theorem)?(10 分)
m
(
t
A
c
cos (2
π
f
c
t
)
υ
1
(
t
)
υ
2
(
t
)
R
1
調
諧電路
(
uned circuit
)
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四、差量調變(delta modulation, DM),是一種類比轉數位(ADC)和數位轉
類比(DAC)的轉換技術,與一般 ADC/DAC 方式不同,差量調變並不
是以奈奎斯特頻率(Nyquist frequency)直接對原始類比訊號進行取樣
(sampling)與量化(quantization),而是利用一高速的過取樣頻率
(oversampling frequency),將類比訊號先切成一連串的小片段,並以一
決策線路(threshold circuit)判斷該小片段訊號(或稱估算值)與實際類
比訊號的差值。如果這個差值為正,則差量調變系統送出正脈衝(pulse)
;反之,若為負,則系統送出負脈衝。差量調變的解碼器其實只需
要一個積分器(integrator),累加編碼端所送出的正負脈衝值(),即
可得到解碼訊號。但是,有時解碼器所重建之訊號,其波形會趕不上原
類比訊號而產生較大的錯誤(error),這種問題稱之為差量調變的斜率超
負載(slope overload)。
假設原始類比訊號為振幅
m
A
、頻率
m
f
的弦波
( ) cos(2 )
m m
m t A f t
。將
( )
m t
通過一差量調變調變器,該調變器的正負脈衝值為、取樣時間
(sampling period)為
s
T
。請證明如果 2
m
m s
A
f T
,則該差量調變將
出現斜率超負載(slope overload)的問題。(15 分)
假設我們利用差量調變對一語音信號進行 ADC 的轉換。一般語音為
一有限頻寬(band-limited)信號,其頻寬為
3.4 kHz
。所使用的差量調
變編碼器的規格如下:取樣頻率
s
f
為該語音信號的 10 倍奈奎斯特頻
率、正負脈衝值
100 mV
(毫伏特)。假設輸入信號為頻率
1 kHz
m
f
弦波,若該差量調變的編碼器並不會產生斜率超負載問題的條件下,
請計算該弦波的最大振幅為多少伏特?(5分)
五、多重路徑干擾(multipath distortion)是一般無線傳輸通道的非理想效應。
考慮一最基本的雙路徑干擾的無線傳輸通道:假設傳輸訊號為
( )
x t
,經
由通道傳送後的接收信號為
1 01 2 02
( ) ( ) ( )
y t a x t t a x t t
,其中
1
a
、
2
a
為
常數,
01
t
、
02
t
分別為第一與第二路徑的傳輸延遲(delay)時間。
請計算該多重路徑通道的傳遞函數(transfer function)
( )
H f
。(5分)
為了解決多重路徑干擾的問題,在接收器中可利用一分接延遲線通道
等化器(tapped-delay-line channel equalizer)來降低無線通訊系統傳輸
的錯誤率。如果該通道等化器的轉移函數為
( )
e
H f
,則最佳的等化器
設計為
1
( )
( )
e
H f
H f
。考慮一個三階延遲線通道等化器,如下圖所示:
代號:
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假設 2 1
a a且02 01
t t,請設計該三階延遲線通道等化器,使之能排除
雙路徑無線傳輸通道的干擾。(註 1:因為通道傳輸會產生時間延遲,
因此一般等化器的設計允許最終系統的轉換函數,也就是
( ) ( )
e
H f H f,為一個廣義線性相位系統(generalized linear-phase
system)。註 2:若 1k,則 2 2
11
1kr k r
kr
)(10 分)
六、重複碼(repetition code)是早期使用的錯誤更正碼。使用重複碼的核心
思想是傳送端會將每個傳輸位元進行多次,如 n次( 2 1n m 通常位基
數)的重複傳送;而接收端會從所收到的 n個位元中判斷“0”以及“1”的
個數,並以多數決來判斷所接收的位元是否為“0”或是“1”。如果通道為
二元對稱通道(binary symmetry channel, BSC),如下圖所示:
其中 1p,為輸入與輸出的轉移機率(transition probability)。
(每小題 5分,共 15 分)
假設 3n,利用重複碼來傳送訊息,請說明錯誤的發生情形。
假設 3n,請求該重複碼的平均錯誤機率(averageprobabilityoferror)。
假設 5n,請求該重複碼的平均錯誤機率。
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