通信原理期中考试题目与答案

1、1.若线性系统的输入过程it是高斯型的，则输出ot是型的。2.若系统功率传输函数为H，则系统输出功率谱密度PO与输入功率谱密度PI关系为。3、调制信道对信号的干扰分为和两种。4、根据乘性干扰对信道的影响，可把调制信道分为和两大类。5、随参信道中的多经传播对信号传输的影响有：、。6、常见的随机噪声可分为、和三类。7、通信系统按调制方式可分和；按信号特征可分为和。高斯。2.Po2HPi。乘性干扰、加性干扰。恒参信道、随参信道。产生瑞利型衰落、引起频率弥散、造成频率选择性衰落。单频噪声、脉冲噪声和起伏噪声。基带通信系统；带通数字通信有哪些主要优点？2.假设恒参信道的传输特性为H，相频特性为，则它的不

2、失真条件是什么？什么是群延迟频率特性()，其表达式是什么？答：不失真条件：满足：为一条水平线；成线性关系群延迟频率特性：频率特性对频率的导数。dd随参信道对所传信号有何影响？如何改善？答：对信号传输有衰耗，并随时间而变；传输的时延随时间而变；产生多径传播，而多径传播对信号传输的影响有：产生瑞利型衰落；引起频率弥散；造成频率选择性衰落。改善：对随参信道往往要采用抗快衰落措施。如各种抗衰落的调制解调技术及接收技术等。其中较为有效的一种就是分集接收技术。何谓调制，并简述调制的目的？调制把信号转换成适合在信道中传输的形式的一种过程。调制的目的提高无线通信时的天线辐射效率。把多个基带信号分别搬移到不同的

3、载频处，以实现信道的多路复用，提高信道利用率。扩展信号带宽，提高系统抗干扰、抗衰落能力，还可实现传输带宽与信噪比之间的互换(扩频通信)。什么是门限效应？AM信号采用包络检波法解调时为什么会产生门限效应？答：门限效应：就是当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。门限效应是由包络检波器的非线性解调作用所引起的，而AM信号采用了包络检波法，所以会产生门限效应。FM与PM之间的相互关系如何？答“由于频率和相位之间存在微分与积分的关系，所以FM与PM之间是可以相互转换的。如果将调制信号m(t)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(形式

4、上为FM，实际上为PM)；同样，如果将调制信号先积分，而后进行调相，则得到的是调频波，这种方式叫间接调频。如何计算FM调频系统的带宽？FM抗噪声性能如何？理论上调频信号的频带宽度为无限宽。实际上,边频幅度随着n的增大而逐渐减小，因此调频信号可近似认为具有有限频谱。通常采用的原则是，信号的频带宽度应包括幅度大于未调载波的10%以上的边频分量。当mf1以后，取边频数n=mf+1即可。因为nmf+1以上的边频幅度均小于0.1。被保留的上、下边频数共有2n=2(mf+1)个，相邻边频之间的频率间隔为fm，所以调频波的有效带宽BFM为理论上调频信号的频带宽度为无限宽。实际上,边频幅度随着n的增大而逐渐减

5、小，因此调频信号可近似认为具有有限频谱。通常采用的原则是，信号的频带宽度应包括幅度大于未调载波的10%以上的边频分量。当mf1以后，取边频数n=mf+1即可。因为nmf+1以上的边频幅度均小于0.1。被保留的上、下边频数共有2n=2(mf+1)个，相邻边频之间的频率间隔为fm，所以调频波的有效带宽BFM为BFM2(mf1)fm2(ffm)它称为卡森（Carson）公式。当mf1时，上式可以近似为BFM2fm这就是宽带调频的带宽。当任意限带信号调制时，上式中fm是调制信号m(t)的最高频率，mf是最大频偏f与fm之比(调频指数)。结论：在大信噪比情况下，调频系统的抗噪声性能比比调幅系统优越，且其

6、优越程度将随传输带宽的增加而提高。但是，FM系统以带宽换取输出信噪比改善并不是无止境的。随着传输带宽的增加，输入噪声功率增大，在输入信号功率不变的条件下，输入信噪比下降，当输入信噪比降到一定程度时就会出现门限效应，输出信噪比将急剧恶化。三、计算题已知黑白电视图像信号每帧有30万个像素；每个像素有8个亮度电平；各电平独立地以等概率出现；图像每秒致25帧。若要求接收图像信噪比达到30dB，试求所需传输带宽。【解】因为每个像素独立地以等概率取8个亮度电平，故每个像素的信息量为Ip=-log2(1/8)=3(b/pix)并且每帧图像的信息量为IF=300,0003=900,000(b/F)因为每秒传输

7、25帧图像，所以要求传输速率为Rb=900,00025=22,500,000=22.5106(b/s)信道的容量Ct必须不小于此Rb值。将上述数值代入式：CtBlog21S/N得到22.5106=Blog2(1+1000)9.97B最后得出所需带宽B=(22.5106)/9.972.26(MHz)2.已知某八进制数字通信系统的信息速率为3000bit/s，在收端10分钟内共测得出现18个错误码元，试求该系统的误码率。解：依题意3000/Rbbits则RB8Rb/log281000Baud系统的误码率Pe18310510001060说明：通过本例题，掌握误码率。通过例3、例4掌握通信系统的性能指

8、标。某一待传输的图片约含2.25106个像元。为了很好地重现图片，需要12个亮度电平。假若所有这些亮度电平等概出现，试计算用3分钟传送一X图片时所需的信道带宽（设信道XX噪功率比为30dB）。解：因为每一像元需要12个亮度电平，所以每个像元所含的平均信息量为H(x)lo2g123.b5i符t8号/每幅图片的平均信息量为I2.251063.588.07106bit用3min传送一X图片所需的传信率为I8.076104Rb3604.4810bits/T由信道容量CRb，得到CBlog2(1S)RbN所以Rb4.484B10493S4.10Hzlog)log2(11000)(12N即信道带宽至少应为

9、4.49kHz。说明：通过本例题，掌握信道容量及其计算。设m(t)为正弦信号，进行100%的标准调幅，求此时的调制效率。解：依题意可设m(t)Amcosmt，而100%调制就是AM1，即A0Am因此2(t)Am2A02m22AMm2(t)12233.3%(t)3A0m可见：正弦波做100%调制时，调制效率仅为33.3%。所以，调制效率低是AM调制的一个最大缺点。如果抑制载波分量的传送，则可演变出另一种调制方式，即抑制载波双边带调制。5.已知调制信号m(t)cos(2000t)cos(4000t)，载波为cos104t，进行单边带调制，请写出上边带信号的表达式。解：根据单边带信号的时域表达式，可

10、确定上边带信号S(t)1m(t)cosct1m(t)sinctUSB221cos(2000t)cos(4000t)cos104t1sin(2000t)sin(4000t)sin104t221cos12000t12cos14000t2说明：通过本例题，让学生掌握希氏变换和单边带信号的概念。f0(t)f(t)sin0t|LPFf1(t)cos0tf2(t)sin0tsin0t|LPF1f2(t)1f1(t)sin20t1f2(t)cos20t|LPF2221f2(t)2综上所述，可以确定c1(t)cos0t，c2(t)sin0t。说明：通过本例题，让学生理解相干解调的含义以及如何分析模拟调制系统的

11、思路与方法。9某线性调制系统的输出信噪比为20dB，输出噪声功率为10W，由发射机输出端到解调器输入之间总的传输损耗为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。解：（1）在DSB/SC方式中，信噪比增益G2，则调制器输入信噪比为Si1So120101050Ni2No2同时，在相干解调时，Ni4No4910W因此解调器输入端的信号功率Si50Ni2710W考虑发射机输出端到解调器输入端之间的100dB传输损耗，可得发射机输出功率1002103WS发1010Si（2）在SSB/SC方式中，信噪比增益G1，则调制器输入信噪比为SiSo100NiNo

12、Ni4No4910W因此，解调器输入端的信号功率Si100Ni4107W发射机输出功率S发1010Si4103W说明：通过本例题，让学生掌握模拟调制系统抗噪声性能的分析计算方法。理解信道传输损耗以及dB的物理含义。幅度为3V的1MHz载波受幅度为1V频率为500Hz的正弦信号调制，最大频偏为1kHz，当调制信号幅度增加为5V且频率增至2kHz时，写出新调频波的表达式。解：KfAm2110321031新调频波的调频指数为mfKfAm210352.5223m10所以，新调频波为S(t)AcosctmfsintFMm3cos2106t2.5sin(4103t)说明：通过本例题，让学生掌握调频的基本概念。设调频与调幅信号均为单音调制，调制信号频率为fm，调幅信号为100%调制。设两者的接收功率Si和信道噪声功率谱密度n0均相同时，试比较调频系统（FM）与幅度调制系统（AM）的抗噪声性能。解：由幅度调制系统和调频系统性能分析可知(S0)AMGAM(Si)AMGAMSiN0Nin0BAM(S0)FMGFM(Si)FMGFMSiN0Nin0BFM两者输出信噪比的比值为(S0/N0)FMGFMBAM（1）(S0/N0)AMGAMBFM根据本题假设条件，有GAM2,GFM3m2f(mf1)3BAM2fm,BFM2(mf1)fm2(ffm)将这些关系代入式（