08-09(1)通信原理A参考答案及评分标准.doc

二八二九学年 第一学期 通信原理 试卷A 参考答案及评分标准第一大题 填空题 （每题2分，共2分）1通信是指（信息的传输与交换）。2在残余边带调制系统中，为了不失真地恢复原信号， 其传输函数H(w)应满足（在载频处具有互补对称性）。3模拟通信系统的主要性能指标中有效性用（带宽）来度量，可靠性用（信噪比）来度量。 4各态历经性是指（随机过程的一个样本仿佛经历了所有过程，可以化统计平均为时间平均 ）。5根据信道中传输的信号是否经过调制，可将通信系统分为（基带传输）系统和（带通/频带传输）系统。6如果将调制信号先（微分），而后进行调频，则得到的是调相波，这种方式叫间接调相。 7信道容量是指（信道能够传输的最大平均信息量）。8在相同的信息速率下，多进制的码元与二进制的码元相比较，码元速率较高的是（二进制）。9在抗加性高斯白噪声方面，AM、DSB、SSB、FM几种不同的调制方式相比，抗噪声性能最好的是（ FM ）。10服从均匀分布，随机相位余弦波的自相关函数为（）。 第二大题 简答题（每小题4分 共2分）1平稳随机过程的自相关函数有哪些性质？与时间起点无关，是时差的函数。的主要性质：等于随机过程的平均功率；是偶函数；等于随机过程的直流功率；-=等于随机过程的交流功率。2 模拟通信系统的模型3 数字通信的特点优势：（1） 抗干扰能力强，可再生而消除噪声积累。（2）差错可控。可以采用信道编码技术使误码率降低， 提高传输的可靠性。（3）易于使用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理。易于实现各种信息的综合传输。（4）易于集成化。（5）易于加密处理， 且保密强度高缺点：需要较大的传输带宽，设备复杂。4在大信噪比的情况下，宽带调频解调器的调制制度增益是多少？信号带宽是多少？此FM系统调制制度增益和信号带宽的关系说明什么问题?（已知调频指数为，调制信号最高频率为fm）。解：B=2(mf+1)fm说明增加带宽可以改善抗噪声性能。5随参信道的特点如何？为什么信号在随参信道中传输会发生衰落现象？答：(1) 对信号的衰耗随时间随机变化； (2) 信号传输的时延随时间随机变化；(3) 多径传播。信号在随参信道中传输会发生衰落现象是由多径传播引起的。6 各种模拟调制系统的特点及应用AM：优点是接收设备简单；缺点是功率利用率低，抗干扰能力差。主要用在中波和短波调幅广播。DSB调制：优点是功率利用率高，且带宽与AM相同，但设备较复杂。应用较少，一般用于点对点专用通信。SSB调制：优点是功率利用率和频带利用率都较高，抗干扰能力和抗选择性衰落能力均优于AM，而带宽只有AM的一半；缺点是发送和接收设备都复杂。SSB常用于频分多路复用系统中。VSB调制：抗噪声性能和频带利用率与SSB相当。在电视广播、数传等系统中得到了广泛应用。FM： FM的抗干扰能力强，广泛应用于长距离高质量的通信系统中。缺点是频带利用率低，存在门限效应。7高斯随机过程性质。（1）高斯过程的n维分布完全由n个随机变量的数学期望、 方差和两两之间的归一化协方差函数所决定。（2）广义平稳的高斯过程也是狭义平稳的。 （3）如果高斯过程在不同时刻的取值是不相关的， 那么它们也是统计独立的。（4）高斯过程经线性变换后仍为高斯过程。第三大题(本题9分）某信息源的符号集由A、B、C组成，设每一符号独立出现，其出现的概率分别为1/4，1/4，1/2。信源以2000Baud传送信息。(1)该信源的码元宽度、信息速率是多少？(2)计算30分钟传送的信息量和30分钟内可能传送的最大信息量。（3）若接收端在30分钟内共收到100个错误码元，试计算该系统的误码率。(log231.585)解：（1）T =1/ RB=1/2000=0.0005sH(x)=-( 1/4log21/4+1/4 log21/4+1/2 log21/2)=1.5bitRb= H(x)RB=1.52000=3000 bit/s（2）I=RbT=3000 bit/s1800s=5.4Mbit Imax=(Rb)maxT=(log23) RBT=1.58520001800=5.706 Mbit(3)pe=100/( RBT)=100/(20001800)=2.78e-5第四大题(本题6分）某一待传输的图片含有由106 个像素组成，设每个像素有8个亮度电平，每个亮度电平等概率出现，试计算：（1）每秒传送100个画面所需的信道容量；（2）如果信道中信噪比为30dB，那么传送图片所需的信道带宽为多少？解：每像素信息量=2 8 = 3 bit每幅图信息量I=3106 bitRb =100 3106=3108 bit/s 信道容量C Rb (bit/s)= 3108 bit/s，C=B2(1+S/N) =B 2(1+ 103) 10B10BRb=3108，BRb=3107 Hz第五大题(本题10分）设一个信号s(t)为矩形脉冲，表达式为试问（1）它是功率信号还是能量信号。（2）若它是功率信号，求出它的功率谱密度；若它是能量信号，求出它的能量谱密度。（3）求它的自相关函数。（4）若它是功率信号，求出它的功率；若它是能量信号，求出它的能量。解：(1) 是能量信号.(2) S(f)= 4，能量谱密度p(f)=|S(f)|2=16(3) R()=F-1p(f)= F-116=4Tri8()(4) 能量E= R(0)=4 w第六大题(本题9分）Z(t)=X1cosw0t X2sinw0t 是一随机过程。若X1、 X2是彼此独立且具有均值为0，方差为2的正态随机变量，求：EZ(t) 、 DZ (t)、Z(t)的一维概率密度函数f(z)。R (t1、t2)、此随机过程是否广义平稳？Z(t)的平均功率、直流功率、交流功率。答：(1) EZ(t)= EX1cosw0t X2sinw0t=0 EX12= EX22=2、EZ(t)2= EX1cosw0t X2sinw0t2=EX12/2+ EX22/2=2DZ(t)= EZ(t)2- EZ(t)2=2 , f(z)=（1/）exp(-z2/22)(2) R (t1、t2)=EZ(t1)Z(t1+)= E(X1cosw0t1 X2sinw0t1)( X1cosw0(t1+) X2sinw0(t1+)=(1/2) EX12 cosw0+EX12 cosw0=(1/2)2, 是广义平稳(3) Z(t)的直流功率= EZ(t)2=0,交流功率= DZ(t)= 2,平均功率=2第七大题 （本题分）单边带下边带调制系统，信道白噪声的双边功率谱密度为n0/2=0.5*10-5W/Hz，载波频率c为100kHz。调制信号为m(t),其功率谱密度为: fm=4kHz, 接收端采用相干解调，接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器，试问：（） 该单边带已调信号的表达式？（） 该理想带通滤波器应具有怎样的传输函数？该理想带通滤波器的带宽？（） 解调器输入端信噪比？输出端信噪比？（） 解调器输出端的噪声功率谱密度？解：（1）（2）理想带通滤波器，通带为96100 kHz, 带宽=4kHz（3）