完整现代通信原理试题及答案,推荐文档

1、2016年11月2日星期三32-1平稳随机过程 (t)的自相关函数为 R ( ) 2e 试求：(t)的功率谱密度P ()；(t)的平均功率S和直流功率S0; 2(t)的方差 。解：由于/= 2襄国O与而屋则O-4w 2x3 _ 12广的平均功率S=H(0) = 21=工直流功率= 21Hx =0氢0的方差- 22-2已知平稳高斯白噪声的双边功率谱密度为n0 ,经过一个冲激响应为 h(t)的线性系统后输出为x(t),若已知h(t)的能量为Eh ,求x(t)的功率。解：没网力的傅立叶变换为H(y),则& = -W式。的功率为月= 卸打=和二门(加歹=华 at 2-3设一低通滤波器的冲激响应为h(t

2、) e (t 0),在其输入端加上零均值白噪声X(t)的自相关函数Rx()(),试求滤波器输出过程 Y(t)的下列参数：数学期望ay；功率谱密度 R()；自相关函数 Ry();总平均功率 Sy。解：h(t) =0)取磅=aj =0 口1 = 口上月(。)=0 a (二)(力,&卬)=1 f+ty(3),川c 产，,及口)二 3 6际=JJy(O)=4-1某信源集包含1024个符号，各符号等概出现，且相互统计独立。现需经由带宽为 6KHz的信道传输该信源发送的一系列符号，并要求信道输出端信噪比不小于30dB。试求：(1 )信道的容量；(2)无差错传输时的最高码兀速率。(1)信道输出端信噪比为-=

3、1010 =1000,则 .VC = 8 1鸣Q +，= 6父 10限 1呜Q+1000) = 59803 (bit I s)(2)由于信源集包含10K个符号，备符号等概率出现，目相互间统计独立，因此信源的幅为日=匕h1024 = 10(加门符号)无差错传输时的最高碍元速率为%工=/=、=拳巴=5980 (B) 11 rf 1U4-2已知有线电话信道的带宽为3.4KHz。试求：(1)信道输出信噪比为 30dB时的信道容量；(2)若要在该信道中传输 33.6bit/s的数据，求接收端要求的最小信噪比。(1) C 田 + J) = 3d IO3 /kg式 1 + 1。8 - 33,888(7/ s

4、)J +csS-JC05（4?J- rrtp- ji钟胭/ 十 10 3脸# KlffO用调相指豺， 易人=困.刚 心=如/ 默痴），备 U = 10几(10 -l)xl03 = 2 2xlQfi)C)对于FU混，若把谓制信号物本加售，井保持调剌信旨振幅和调靖灵融变/则3公=房革d1t也不变,即旷不变/故% = XX= 2 工(104 + 2xl(f)=24x 10+(ttr)对干尸”凝，着旧四制信号卿率tn信,并保持调制信号振幅和调幅灵制度不变，则叫=AX也不变,而几= Eh1(P风放37* = 2(用,+劫4 2x10 +t) 2x JO3 = 44x10融)由以上分析如，对TM次，当喝制

5、信号率变化1寸，只要最大频偏y比兀太博 第，鼠带寅口基本不变.对于PM遁，当珊和信号频率变化时，髓B将成比例 变化口由于实际调制信号总是具有一定辐J率花围，因此CI比FM优越|5-2设模拟调制系统信道和接收端模型如下图所示。已知信道噪声n(t)为加性高斯白噪声，单边功率谱密度为n0 10 6W/Hz； Sm(t)为已调信号，载波频率fc 1MHz ,对应的调制信号m(t)的最高频率为 3 5KHz。带通滤波器为理想，试分别计算DSB(Si 1KW , 相干解调)、SSB (Si 1KW ,相干解调)、AM (两边带功率 Pf 1KW ,载波功率Pc 4KW ,包络检波)三种情况下的下列参数:(

6、1)带通滤波器的中心频率f0及带宽B;(2 )解调器输入端信噪比Si / Ni ;(3)调制制度增益G;解调器输出端信噪比So/N。TAni t-H-*VI/n tM DSB情况(1) f.=.(=1*侬=?今=”5=10(点珏)早 1HliT 5； -ICxIOxlQ-IO-) -QU?对十D随系统G-2冬=G冬7,吩N* M3、N SB -情况1上边带1/：二E V二城+ -二 10烟及”二 5的E D?X. = h= J0-f xr5xlO3 = 5y 10*jf) - = -=守y 5xio-J对于SSB系练G-l(4) i-Gi-lx2xlD3_2xlOJ乂 M0心情洞(O万=E =

7、1=24=2内=1氏域)(2) Nz -10 ? 10 x 10 - 10-3(jr)W一号，鸟-144-5(式甲)S, 5k10-疣.广= 5.1?_, 阳“品* 二誉 _ “丁 二 S -二*1-0 1T+西 十懑 R十号4 + 16-1原信码如下表所示，请将下表填写完整。序号123456789101112131415161617181920212223信码100000110000100000000011力口取代节添力口极性HDB3解法一：寿号1Z34-51gg1011iz13:-151&16r1G12021, r23曾震10001ft1o(1100000000fl1汉代，10Q0V01B

8、uQV1Q0cVD9uVQ1lK TBfft-10fl:4&fr0-V*10奉c00中0-L皿3一1000*1&-1-1-100-I制0利40-0-4解法二:呼号123456T8JW1112U,15J&161.7IS1921zz23M再L0000111I00L1000t00a11加ft代力1000V111卫40V1g0V00Vfl11加-1&0QPv串74Tq01c0-VTc0*tC47-1&。立0-1-I7心&-1.1t息&-17ce-L一L6-2原信码如下表所示，请将下表填写完整。（为了紧凑，以+,-代替+1, -1）信码100000000001100001用取代节添加极性HDB3信翦 l

9、oiooo1100goi用取代卞 IOIQVBOQVOOL1BQOT1 添加肥性+】0 口 0 +T B。 0-T 00*1 40。+V -1HEHJ 科-ODO/-。. )Q+- Q0 + .倡码1Q0100*0u11010011n(JftVB0.V01R10t1常加肝性70C0-VB0fl*0T-1E*0-VHDB3+1000-1-10d-IQ0-1-1-100-1-16-3 HDB3解码举例hdb3+10-1000-1+1000+1-1+1-100-1+10原信码实验一 单调谐回路谐振放大器的研究（一）实验目的：.研究单级和多级单调谐回路放大器的谐振特性；.学习小信号谐振放大器的增益、带

10、宽的测试方法。.研究小信号谐振放大器的增益、带宽与电路参数的关系。（二）实验原理概述：图实2- 1实验电路如图实2- 1所示。该电路由两级单调谐回路放大器组成。Qioi、Q102选用3DG6C或S9018。级间耦合变压器 B101、B102的初级采用部分接入方式，调节 B101、B102的磁芯， 可改变相应回路的谐振频率，使两级可工作在同频调谐状态，为扩展频带也可工作在对中心频率失谐的参差调谐状态。谐振回路分别并接有一个频带扩展电阻（R4104或R110）,可通过SW101、SW102开关选择扩展电阻的接入，改变回路的品质因数 Q,从而改变放大器增益及带宽。2.单级交流等效电路及参数单级谐振回

11、路放大器的等效电路如图实22（a）（b）所示。( a)图实2 2单锻交通等效电路cb)图中：L为回路总电感，即 B1或B2的初级电感；C为回路外接电容；0为回路外接电导；g为电感线圈损耗电导，其值为 gz1-,Q0为电感线圈的品质因数；Q0Io1 印01PYfeUs； g01 E* 2go1；_2_2_2_ 一C01P1 C01； gi2P2gi2 ； Ci2P2 Ci2；式中 P1W-称为接入系数。伙在本实验底板上对于 Bi : W12=26匝，W13=28匝：W54= 4匝，对于B2： W12= 18 匝，W13=27匝，W54= 9匝。g0i, C01分别是本级晶体管的输出电导和输出电容

12、;gi2,Ci2分别是下级晶体管的输入电导和输入电容；Ye为晶体管的正向传输导纳。本实验所用晶体管 3DG6c的丫参数，在 Vcc=+12v, IE=1mA时,Ye=30mS, goe=150mS,gie=1mS, Coe= 4PF, Cie=50PF, Cb e 2 5PF。3.基本关系由图22（b）可知,回路总电容:对于单级放大器有,P12C P2&回路总电导:g2P1 g01P2 gi2 g回路有载QlQlp gwW0Lg 23dB通频带:N=Ql式中，21n1称为带宽缩小因子,4.电路工作状态, 晶体管静态电流：电源电压Ie= 1mA,Vcc= +12V,Ie2=0. 98mA。台台台

13、（可选）台台（三）实验仪器YB1052B高频信号发生器YB2174超高频毫伏表BT- 3c频率特性测试仪YB1713直流稳压电源YB4320双踪示波器DT980型数字三用表高频实验箱（四）实验任务.测放大器的静态工作电压，井判断各级是否工作正常。.测量单级和两级总谐振电压增益要求：a.用YB1052B高频信号发生器在实验电路板ui端输入激励信号，信号频率f = 450KHz,第一级激励电压约为 20mV左右。b.微调高频传输变压器的磁芯，确保两级放大器都工作在调谐状态（可置中心频率f0= 450KHz）。c.用YB4320双踪示波器监测输入输出波形，在保证不失真的条件下，用 YB2174超高

14、频毫伏表测量TP101（第1级调谐放大器输出端， 也是第2级放大器的输入端）或TP102（第2 级调谐放大器输出端）的输入或输出电压值，并认真记录。d.分别测量谐振回路并接的扩展电阻阻值，对选择开关K101、K102置1或置2时的谐振增益进行观测和对比分析。e.列表记录数据。.测量各级小信号谐振放大器的通频带BW0.7。具体要求为：a.分别使用扫频法和点测法进行单级和两级总谐振特性及通频带BW17的测量。b.保证在同步调谐的情况下进行测量，使两级都谐振在加=450KHz。c. SW101、SW102可任意置于1或2位置，但记录时应注明。d.注意，小信号谐振放大器的输入信号幅度的大小要适当，以防

15、过载使放大器出现非 线性失真。e.列表记录数据井将用标准计算纸描绘出幅频特性曲线图。（五）实验报告要求：.列出所测数据，计算出单级和两级总谐振增益Ku、通频带BW3.7O.用坐标纸绘出谐振特性曲线并计算和标示出通频带。.对实验数据和曲线进行分析。.对实验结果进行总结分析、做出实验报告。.回答思考题。（六）预习要求：.复习高频电子线路中有关理论。.明确实验目的、任务并拟定实验方案和步骤。（七）思考题.放大器激励信号过大或过小对测量数据有何影响？测第一级和测第二级增益时，激励信号如彳5选择？.如何判断回路是否谐振？. K101、K102置1或2时放大器谐振增益和通频带将如何变化？.分析谐振特性不对

16、称的原因 ？.当两级放大器工作在参差调谐状态时，放大器的总增益总谐振特性和通频带有何变 化？.总结对比扫频测试法和逐点测试法的优缺点。9实验一、MATLAB仿真基本操作综合实验一、实验目的：认识学习基于MATLAB仿真的M文件程序实现与Simulink仿真工具箱仿真 模块调用实现的两种基本方法；通过实验学习掌握各类仿真仪器设备的参数设置和操作使用方法。（一）信号及其运算的MATLAB实现注意：以M文件方式，通过调用 MATLAB相关函数编程进行实验时，命令和程 序的输入一定要在纯英文状态下，否则输入的命令将会发生错误，程序无法执行。 我们可通过MATLAB仿真工作窗中的编辑器功能来发现和纠正各

17、类错误。1.1连续信号的MATLAB实现matlaBI供了大量用以生成基本信号的函数，比如最常用的指数信号、正 弦信号和三角波信号等就可通过 MATLAB的内部函数命令来实现，不需要借助任 何工具箱就可调用的函数。例如MATLAB的部分波形或图形函数，详见表一中所 示：表一、部分波形函数函数产生的波形Sin正弦波Cos余弦波Square方波Saw tooth锯齿波Rectpuls非周期方波Tripuls非周期三角波Pulstran脉冲序列表二、部分图形函数函数图形10figure生成图框axis设置坐标轴text在图上标记文字plot画图title添加图名grid网格线xlabel给x轴添加义

18、本标记ylabel给y轴添加义本标记.指数信号指数信号Ae在MATLAB中可用exp函数表示，其调用形式为:y=A*exp(a*t)例如图1-1所示指数衰减信号的MATLAB程序如下(取A=1, -0.4):%program1-1Decaying exponential signalA=1;a=-0.4;t=0:0.01:10;ft=A*exp(a*t);plot(t,ft);grid on;.正弦信号正弦信号Acos( 0*t+ )和Asin( 0+ )分别用MATLAB的内部函数cos和sin表示，其调用形式为：A*cos( 0*t+phi)A*sin( 0*t+phi)例如图1-2所示正

19、弦信号的MATLAB程序如下(取A=1,。=2 ,= /6):%program1-2Sinusoidal A=1;w0=2*pi; phi=pi/6; t=0:0.001:8;ft=A*sin(w0*t+phi); plot(t,ft);grid on;11图1-1单边指数衰减信号图1-2正弦信号除了内部函数外，在信号处理工具箱(Signal Pressing Toolbox)中还提供 了诸如取样函数、矩形波、三角波、周期性矩形波和周期性三角波等在信号处理 中常用的信号。.取样函数取样函数Sa(t)ft MATLAB中用sinc函数表示，其定义为：Sinc(t)=sin( t)/( t)其调用

20、形式为：Y=sinc(t)例如图1-3所示取样函数的MATLAB程序如下：%program1-3Sample functiont=-3*pi:pi/100:3*pi;ft=sinc(t/pi);plot(t,ft);grid on;图1-3取样函数形波信号图1-4矩12.矩形脉冲信号矩形脉冲信号在MATLAB中用rectpuls函数来表示，其调用形式为：y=rectpuls(t,width)用以产生一个幅值为1、宽度为width、相对于t=0点左右对称的矩形波信 号。该函数的横坐标范围由向量 t决定，是以t=0为中心向左右各展开 width/2 的范围。Width的默认值为1。例如图1-4所示

21、以t=2T(即t-2 X T=0)为对称中心的 矩形脉冲信号的MATLA瑜程序如下(取T=1):%program1-4Rectangular pulse signalt=0:0.001:4;T=1;ft=rectpuls(t-2*T,2*T);plot(t,ft);grid on;axis(0 4 -0.5 1.5);周期性矩形波(方波)信号在NATLABfr用square函数来表示，其调用形式 为：y=square(t,DUTY)用以产生一个周期为2 、幅值为1的周期性方波信号，其中的DUTY参数 表示占空比(dutycycle),即在信号的一个周期中正值所占的百分比。例如图 1-5 所示实

22、现频率为30Hz的周期性方波信号的MATLA瑜程序如下：%program1-5Periodis rectangular pulse signalt=-0.0625:0.0001:0.0625;y=square(2*pi*30*t,50);%DUTY=50(percent)plot(t,y);axis(-0.0625 0.0625 -1.5 1.5);grid on13图1-5周期性方波信号.三角波脉冲信号三角波脉冲信号在MATLAB中用tripuls函数来表示，其调用形式为y=tripuls(t,width,skew)用以产生一个最大幅度为1、宽度为width、斜度为skew的三角波信号。 该

23、函数的横坐标范围由向量t决定，是以t=0为中心向左右各展开 width/2的范 围。斜度skew是一个介于-1和1之间的值，它表示最大幅度1出现在t=(width/2) x skew的横坐标位置。如图1-6所示三角波信号的 MATLAB程序如下：%program1-6Triangular pulse signalt=-3:0.001:3;ft=5*tripuls(t,4,0.5);plot(t,ft);grid on;axis(-3 3 -0.5 5);-0.5-3i4.543.532.521.510.50-2-1012图1-6三角波信号周期性三角波信号在 MATLAB中用sawtooth函数

24、来表示，其调用形式为：y=sawtooth(t,WIDTH)用以产生一个周期为2 、最大幅度为1、最小幅度为-1的周期性三角波(锯 齿波)信号，其中的 WIDTH参数表示最大幅度出现的位置：在一个周期内，信 号从t=0到WIDTHX 2时函数值是从-1到1线性增加白1 而从 WIDTHX 2到 2时函数值又是从1到-1线性递减的；在其他周期内依次类推。例如图 1-7所 示的周期性三角波信号的 MATLAB源程序如下：%program1-7periodic triangular pulse signal t=-5*pi:pi/10:5*pi;x=sawtooth(t,0.5); %B齿波(或三角波)plot(t,x);axis(-16 16 -1.5 1.5);grid on;14图1.7周期性三角信号. 一般周期性脉冲信号般周期性脉冲信号在 MATLAB中用pulstran函数表示，其调用形式为:y=pulstran(t,d, func )该函数基于一个名为func的连续函数并以之为一个周期，从而产生一审周 期性的连续函数(func函数可自定义)。该pulstran函数的横坐标范围由向量t 指定，而向量d用于指定周期性的偏移量(即各个周期的中心点)，这样这个func 函数会被计算length(d)次，并且整个pulstran