通信原理试卷

通信原理试卷一填空题接收设备的功能是将 和 。信号放大,反变换受信者是传送信息的 ,其功能与—相反。目的地，信源基带的含义是指信号的频谱从 附近开始，如话音信号的频率范围为 。零频,300Hz-3400Hz经过调制以后的信号称为已调信号，有两个基本特征：一是 ;二是 。携带有信息，适应在信道中传输同步是使 两端的信号在 上保持步调一致。收发,时间在数据通信中，按数据代码排列的方式不同，可分为 和 。并行传输，串行传输通信中的 和 都可看作随时间变化的随机过程。信号，噪声随机过程具有 和 的特点。随机变量,时间函数一个随机过程的 与 无关，贝U称其为严平稳过程。统计特性,时间起点若一个过程是严平稳的，则它 广义平稳的，反之 。必是，不一定成立TOC\o"1-5"\h\z若一个过程的 等于对应的 ，则该过程是各态历经的。时间平均，统计平均若一个过程是各态历经的，则它 平稳的，反之 。也是，不一定成立无线信道按传输方式区分基本上有 、 和视线传播三种。地波，天波有线信道分为 和 两大类。有线电信道，有线光信道信道的数学模型分为 模型和 模型。调制信道，编码信道由连续信道容量的公式得知： 、_是容量的决定因素。带宽，信噪比调制信道模型用 和 表示信道对信号传输的影响。加性干扰,乘性干扰模拟调制分为： 和 。幅度调制,角度调制19.SSB信号只传输DSB信号中的一个边带，所以频谱_，效率 。最窄，最高VSB是 与 之间的一种折中方式。DSB,SSB调制方法分为： 和 。相干解调,非相干解调FDM是一种按 来划分 的复用方式。频率,信道 的非相干解调和 的非相干解调一样，都存在“门限效应”FM信号，AM信号多路复用是指在 信道中同时传输_信号。一条，多路基带信号的特征是将其频谱从 开始，占据 的频带。零频或很低频率，较宽对基带信号传输前的处理或变换的目的是使与 相匹配。信号的特性，信道的传输特性数字基带传输系统中，造成误码的两个主要因素是 和 。码间串扰，信道噪声等概条件下，单极性基带系统的最佳判决门限电平是 ,双极性基带系统的最佳判决门限电平是 。A/2,0部分响应技术是 的引入 的一种技术。有控制，码间串扰等概双极性码无 ，有利于 。直流分量，在信道中传输31.2ASK和2PSK所需带宽是 ，2FSK所需带宽是 。2Rb,|f2-fl+2Rb二进制数字调制系统中在抗加性白噪声方面，性能最好， 最差。相干2PSK,2ASK通常把包括 和 过程的数字传输系统称作数字带通传输系统。调制,解调等概大信噪比时，2ASK相干解调时，系统误码率,为非相干解调时，误码率为 等概大信噪比时，2FSK相干解调时，系统误码率为 ，非相干解调时，误码率为 抽样信号的量化有两种方法： 和均匀量化,非均匀量化37.ITU对电话信号制定了具有对数特性的非均匀量化标准建议，即 和 。A律，卩律和 的特性近似A律和卩律的特性。13折线法，15折线法电话信号最常用的编码是 、 和aMoPCM,DPCM离散的模拟信号可以变换成不同的模拟脉冲调制信号，包括PAM、 和 oPDM,PPM二简答题1.按传输信号的复用方式，通信系统如何分类答：按信号复用方式分：频分复用：不同信号占据不同的频率范围；时分复用：不同信号占据不同的时间区间；码分复用。消息中包含的信息量与哪些因素有关答：消息信号传输信息多少用“信息量”衡量消息的传递意味着消息的传递，信息可被理解为消息中包含的有意义的内容。某些消息比另外一些消息传递了更多的信息。概率论知识：事件出现的可能性愈小，概率愈小事件出现的可能性愈大，概率愈大信息量与消息出现的概率有关。何为严平稳，何为广义平稳答：严稳随机过程，对任意n和，满足（n维概率密度函数）：广义平稳随机过程的特性：均值和方差为常数；自相关函数只与时间间隔有关。什么是窄带随机过程它的表达式是什么答:窄带随机过程是指其频带宽度f远小于中心频率f的随机c过程。窄带过程表达式上式利用三角函数和角公式，可写成什么是白噪声，其频谱和自相关函数有什么特点答：所谓白噪声是指它的平均功率谱密度函数在整个频率域（_^<3<+』内是常数，服从均匀分布。其功率谱：/<（o）=nwH；g2Hz自相关函数：rG）=1卜noej咏de=n^——J"].ej®Tde2兀一s2 22兀_8 2无线信道有哪些种答：可分为短波广播、短波、微波传输、卫星通信、移动通信。信道模型有哪几种答：调制信道——研究的着眼点只关心调制器输出和解调器的输入编码信道——研究的着眼点只关心编码和译码（数字通信系统）DSB和SSB调制系统的抗噪声性能是否相同为什么答：从表面上看，g=2，Gssb=]，但不能说双边带系统的抗DSB SSB噪性能优于单边带一倍。实际上，由于双边带系统的带宽BDSB是单边的2倍故噪声功率的输入也大于2倍，尽管g相差2倍，两者抵消。实际上，双边带和单边的抗噪性能是相同的。什么是频率调制，什么是相位调制二者关系如何答：将PM、FM的一般关系归纳总结于表中：调制方式瞬时相位瞬时相位偏移滴）瞬时角频率瞬时频率偏移d^C）dtPMFM什么是频分复用答：一个信道中同时传送一个信号是极端浪费的。将信号进行调制（即用正弦信号乘此信号）可使信号频谱搬移，使多路信号互重叠地占据不同的频率范围。与单极性波相比，AMI码有什么优点答：AMI码的优点：（用于传输）在“1”，“0”不等概率情况下，也无直流成份，并且在零附近频率的低频分量小，因此，对具有变压或其它交流耦合的传输信道来说，不受影响。若码元极性与发端相反，收端也能正确接收。编译码电路简单。部分响应技术解决了什么问题答：有控制的在某些码元抽样时刻引入码间干扰，而在其他抽样时刻又无码间干扰，那么能使耳=2B/Hz，又能降低对定时程度的要求。什么是数字调制数字调制的基本方式有哪些答：数字调制是用载波信号的某些离散状态来表征所传送的信息，在收端对载波信号的离散调制参量进行检测。数字调制信号也称键控信号。在二进制时，有ASK~振幅键控FSK~移频键控PSK~移相键控什么是绝对相移什么是相对相移答：2PSK方式是用二进制数字脉冲序列去控制连续载波的相位。2DPSK方式是用二进制数字脉冲序列去控制连续载波的相对相位（本码元相位与前一码元相位之差）。什么是奈奎斯特速率和奈奎斯特间隔答：一个频带限制在(0，f)HZ内的时间连续信号m(t),如H果以1/2f秒的间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)将被变得到H的抽样值完全确定。(指能通过低通滤波器适当地平滑滤波恢复)。或者说抽样速率22f称2f~奈奎斯特速率、1/2fHHH奈奎斯特间隔。什么是量化，其目的是什么答：利用预先规定的有限个电平来表示模拟抽样值的过程称为量化。假如模拟抽样值不经量化传输，当信道中的噪声叠加在模拟抽样值上面以后，接收端不可能精确到判别抽样值的大小，噪声叠加在模拟抽样值上的影响是不能消除的，特别是当信号在整个传输系统中采用多个接力站进行多次接力中继时，噪声是积累的，接力中继越多，噪声越大。如果发送端用有限个电平来表示模拟抽样值，且二个电平间隔的一半比噪声的最大幅度还要大，噪声的影响就可消除，特别是多次中继接力传输时，噪声不会积累。三计算1一个由字母A,B,C,D组成的字，对于传输的每一字母用二进制脉冲编码，00代替A,01代替B,10代替C,11代替D,每个脉冲宽度为5ms。不同的字母等可能出现时，试计算传输的平均信息速率。2在强干扰环境下，某电台在5min内共收到正确信息量为355Mbit,假定系统信息速率为1200kbit/s。试问系统误信率是多少3已知某四进制数字信号传输系统的信息速率为2400bit/s,接收端共收到216个错误码元，试计算该系统误码率是多少4设一数字传输系统传送二进制码元的速率为1200Baud，试求该系统的信息速率；若该系统改为传送16进制信号码元，码元速率为2400Baud，则这时的信息速率为多少5已知线性调制信号表达式为：cos0tcos®t；式中，®二60。cc试分别画出波形图和频谱图。6已知线性调制信号表达式为：(1+o.5sin0t)cos®t；式中，co二60。试分别画出波形图和频谱图。c7某一待传输的图片约含2.25X106个像元，为了很好的重现图片，需要12个亮度电平。假若所有的这些亮度电平等概率出现。试计算用3min传送一张图片时所需的信道带宽(设信道中所需信噪功率比为30dB)8黑白电视图像每幅含有3xlO5个像素，每个像素有16个等概率出现的亮度等级。要求每秒钟传送30帧图像。若信号输出S/N二30dB，计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽9已知噪声n(t)的自相关函数R(t)=ae-aU，a为常数；n2求P(①)及s；n绘出R(t)及p(①)图形。nn10g(t)是一个平稳随机过程，它的自相关函数是周期为2s的周期函数。在区间(-1，1)(S)内，该自相关函数R(t)=1-TI。试求g(t)的功率谱密度p(o)，并用图形表示。11将一个均值为零、功率谱密度为n/2的高斯白噪声加到一个0中心角频率为O、带宽为B的 fC2T0恥;h十 1卜理想带通滤波器上，如图所11_一£＜；e -JTj?-ik*一1%+盘gLI£JC-JTjpk；cik*+JTjp示，求滤波器输出噪声的自相关函数；写出输出噪声的一位概率密度函数。12下图为单个输入，两个输出的线性滤波器,若输入过程耳(t)是平稳的，求g(t)与g(t)的互功率谱密12度的表示式。13证明平稳随机过程x(t)的自相关函数满足：R(0)>|R(T)1xx14已知x(t)和x(t)为相互独立的平稳高斯随机过程，x(t)的数学121期望为a，方差为Q2，X(t)的数学期望为a，方差为Q2，设11222X(t)=X(t)+X(t)12试求随机过程X(t)的数学期望a和方差a2；试求随机过程x(t)的一维概率密度函数f(X)。15将均值为零，功率谱密度为n/2TOC\o"1-5"\h\z0 占的高斯白噪声加到如图所示的低通〃 Y0 1 0滤波器的输入端。试求输出过程的自相关函数和方差。16设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度P(f)二0.5X10-3w/Hz，在该信道中传输抑制载波的双边带信号,n并设调制信号m(t)的频带限制在5kHz，而载波为100kHz，已调信号的功率为10kW，若接收机的输入信号再加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问：（1）该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性（2）解调器输入端的信噪功率比为多少（3）解调器输出端的信噪功率比为多少17设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度P（f）二0.5xlO一3w/Hz，在该信道中传输抑制载波的单双边（上n边带）带信号，并设调制信号m（t）的频带限制在5kHz，而载波为100kHz，已调信号的功率为10kW，若接收机的输入信号再加至解调器之前，先经过一理想带通滤波器滤波，试问：（1） 该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性（2） 解调器输入端的信噪功率比为多少（3） 解调器输出端的信噪功率比为多少18某线性调制系统的输出信噪比为20dB，输出噪声功率为10-9W，由发射机输出端到解调器输入端之间的总的传输损耗为100dB，试求：（1） DSB/SC时的发射机输出功率。（2） SSB/SC时的发射机输出功率。19设被接收的调幅信号为s（t）二［A+m（t）］cosot，采用包络解调，c

其中m其中m(t)的功率谱密度为：P(f)=<mf，⑴-f。若2f0m，f>fm双边功率谱密度为n/2的噪声叠加于已调信号，试求解调器输0出的信噪功率比。20设调制信号m(t)的功率谱密度为：P(f)=<mfI-fm，若用SSB调制方法进行传输(忽0P(f)=<mm略信道的影响)，试求：1)接收机的输入信号功率；2)接收机的输出信号功率；若叠加于SSB信号的白噪声的双边功率谱密度为n/2，0设解调器的输出端接有截止频率为f的理想低通滤波器，那m么，输出信噪比为多少4)该系统的调制制度增益为多少21设有一个频分多路复用系统，副载波用SSB调制，主载波用FM调制。如果有60等幅的音频输入通路，每路频带限制在以下，防护频带为：如果最大频偏为800kHz，试求传输信号的带宽;（2）试分析与第一路相比时第60路输出信噪比降低的程度（假定鉴频器输入的噪声是白噪声，且解调器中无去加重电路）。22试证明当AM信号采用同步检测法进行解调时，其制度增益G与包络检验的结果相同。已知某单频调频波的振幅是10V，瞬时频率为f（t）=106+104cos2兀X103tHz试求：（1）此调频波的表达式；（2）调频波的频率偏移，调频指数和频带宽度。采用包络检波的常规调幅系统中，若噪声功率谱密度为5x10-2W/Hz，单频正弦波调制时载波功率为100kW,边带功率为每边带10kW，带通滤波器带宽为4kHz。（1）求解调输出信噪比；（2）若采用抑制载波双边带系统，其性能优于常规调幅多少分贝25设二进制随机脉冲序列由g（t）与g（t）组成，出现g（t）的概率121为P，出现g（t）的概率为1-P。试证明：如果2p= 1 =k（与t无关），且0<k<1，则脉冲序列将无离散谱。1-Qg2（t）

设某二进制数字基带信号中，数字信息“0”和“1”分别由g(t)和—g(t)表示，且“0”和“1”出现的概率相等，g(t)的频谱是升余弦脉冲，cos[巴]

即g(t)=1- T^Sa[—]频谱是升余弦脉冲，2[4t2 T1— sT2s1)写出该数字基带信号的功率谱密度表达式，并画出功率谱密度图。从该数字基带信号中能否提取频率f二1/T的分量ss若码元间隔T二10—3s，试求该数字基带信号的传码率及频s带宽度。17、耳-rfi0f/j设某双极性数字基带信号的基本脉冲波形如图所示，它是一个高度为1，宽度T二T/3的矩形脉冲。且已知数字信息“1”s出现概率为3/4,“0”出现概率为1/4,1)写出该双极性信号的功率谱密度的表达式，并画出功率谱密度图；(2)由该双极性信号中能否直接提取频率为f二1/t的分量若ss能，试计算该分量的功率。某二进制数字基带系统所传输的是单极性基带信号，且数

字“1”和“0”出现的概率相等。若数字信息为“1”时信号在抽样判决时刻的值A二IV，且接受滤波器输出噪声是均值为0，均方根为的高斯噪声，试求这时的误码率。若要求误码率不大于io一5，试确定A至少应该是多少29若给定低通型信道的带宽为2400Hz，在此信道上进行基带传输，当基带波形形成滤波器特性分别为理想低通、50%余弦滚降、100%余弦滚降时，试问无码间干扰传输的最高码速率及相应的频带利用率各为多少30设基带系统的发送滤波器，信道和接受滤波器总传输特性为H(o)，如图所示。①=17兀X106rad/s，1o=51kx106rad/s。2请确定码间干扰为零时的最高码元速率R和频带利用率。B31若采用OOK方式传输二进制数字信息，已知码元传输速率R=2x108B，接收端解调器输入信号的振幅a=40rV，信道加性噪声为高斯白噪声，且其单边频率谱密度n二6x10-20W/Hz。试0求：（1）非相干接收时，系统的误码率；（2）相干接收时，系统的误码率；32若某2FSK系统的码元传输数率为2x106baud，数字信息为“1”时的频率人为10MHz，数字信息为“0”时的频率f°为，输入接收端解调器的信号振幅为a=40卩V。信道加性噪声为高斯白噪声，且单边功率谱密度n二6x10-18W/Hz。试求：0（1） 2FSK信号的