通信原理第六版试题

1、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卜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，则称其为严平稳过程。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

2、定成立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

3、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一A/2,029.部分响应技术是的引入的一种技术。有控制，码间串扰30.等概双极性码无，有利于。直流分量,在信道中传输31.2ASK和29.部分响应技术是的引入的一种技术。有控制

4、，码间串扰30.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32.二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,2ASK33.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34.等概大信噪比时，2ASK相干解调时，系统误码率32.二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,2ASK33.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34.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35. e 2等概大信噪比时，2FSK相干解调

5、时，系统误码率为，非相干解调时，误码率为erfc抽样信号的量化有两种方法：和。均匀量化，非均匀量化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 口律和的特性近似A律和口律的特性。13折线法，15折线法电话信号最常用的编码是、和 M。PCM, 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。PDM,PPM二简答题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

6、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。3.何为严平稳，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。3.何为严平稳，何为广义平稳?对任意n对任意n和，满足答：严稳随机过程，f G” 土 ,A x ； t , t ,A2 n 12(n维概率密度函数):t),A x ；t + T,12 + t,A t + t)T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

7、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w远小于中心频率fJ 答:窄带随机过程是指其频带宽度w远小于中心频率fJ c的随机过程。窄带过程表达式出)=agaQ) 0a (t)-随机包络1平；(t)随机相位均是随机过程上式利用三角函数和角公式，可写成中g(t )= ag(t )1:os %G )cos t - s中=a； (t )cos % (t )cos t - a；=g ()cos t - g (t )sin t相对于载波cost的变化缓慢的多cg (t) 出)的同相分量相对于载波cost的变化缓慢的多cgC(t) g(t)的正交分量S什么是白噪声，其频谱和自相关函数有什么特点

8、？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(-8 3 cos Qicos波形如图（者所示频谱为呢=!- ?占（由C）+ S（的 +%） + S（a? + % ）二生03+7 口）十或由十5Q）十或由一7 口） +削陌5 口）2频惜图如图何所示。6已知线性调制信号表达式为：（1+ 对nQcosw t；式中，wc = 6。试分别画出波形图和频谱图。解 &仍=（1+0.5时口口身虬3）二酮必-%些.4 Q）+（5解 &仍=（1+0.5时口口身虬3）二酮必-%些.4 Q）+（5（a +必）*峦占

9、（0?-）十（u十“卜& I.J - =?r 固 a? 6 口) + 田山 +6Q)+专固由+7)乱山IQ)+5Q)频谱如图(W所示7某一待传输的图片约含7某一待传输的图片约含2,25 X16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）解每个像元痛平均信息星为日=孕乳）电由 =10引L? =3.髡独俯号一幅图片的平均信息是为I =2.25 x 106 x 3.5 = 8.0610G泌3皿传送一张囹片的平均信息速率乱=时41俨=4,4!口切因列信道容星8乩选取C =尺，根据C

10、= 晰1十备）所以信道带宽日=一；一r8黑白电视图像每幅含有3 I。5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。若信号输出一，计算传输该黑白电视图像所要求的信道的最小带宽?解 每个像素所含信息量M=lo&16=4hit信道容量 C=4X3X 1030= (3. BXLOB/e又因为 S/N=1000 (30 d)所以信道最小带霓为 C _S =二= 33 =C3.6 X 1中压In鸵(1+理州 后鸵(1+1口口()S =二= 33 =C3.6 X 1中压In鸵(1+理州 后鸵(1+1口口()求Pn ()及S；解 由已知条件祯是平稠随机担程.贝I肓二3 =孩3 =匚

11、凡(加gg=号，= 7(幻Rh (厂圾片膈图形加图a H所示10展) 是一个平稳随机过程，它的自相关函数是周期为解 由已知条件祯是平稠随机担程.贝I肓二3 =孩3 =匚凡(加gg=号，= 7(幻Rh (厂圾片膈图形加图a H所示10展) 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。W勺在区间(-1，1)(s)内，该自相关函数R()1F 试求&(t)的功率谱密度匕()，并用图形表示。求滤波器输出噪声的自相关函数;（2）求滤波器输出噪声的自相关函数;（2）写出输出噪声的一位概率密度函数。解 因为其）是一|平稳随机过程，奇fiy乌3）。叫T） 对用进行博里叶变换，得尹（如11将一个均值

12、为零、功率谱密度为“ , 2的高斯白噪声加到一个中心角频率为 c、带宽为B的理想带通滤波器上，如图所示，睁得高斯白噪声加到一个理想带通滤波果上,其输出是一个窄带高斯白哩 声。区（时1= ,1 r _ 区（时1= ,0其抽鸟3）=网玳割ip ld | clip +其他I又因为旦血）0乩如）所以配H三=，如珈叶姑=*冬如+二心争哈船 Jrr L.7L7=fnti-F）COS i：Lip-F因为高斯过程经过畿形系统后仍是高斯过程，所以输出噪声的一维拙率 密度函数为fCO = F=e 即廿 ui jTCi-因为现牵的=D所以口响寿间=眼（朔（0）=。所以输出噪声的一批根率密度函数力力=卿-2湖用I林）

13、。换） 处,、 ,T成）小号馈12下图为单个输入，两个输出的线性滤波器，若输入过程（I林）。换） 处,、 ,T成）小号馈解设v h）的自功率借密度为f我叫地）=微*枯）=匚邸队店&侦）二点）*标侦）=：%血-E加互相关函数为12（4，弓）=占司&）耳【上）率口10佻-永姒0）邛但/?=IT 口 J咂（小枯埋枪歹）H成。根据亦汁稳性，如Xq-CiM上-。）二乌卜+值-0）二妇-勺曲妃】=了启加时叩5+住月北哄=电砰互功率谱密度阴好匚气牌如=腱甫岛R厩伊）引 - 6HF令 廿=+住-仇则赤=如甘距=疽皿六邮所以 %0）= J：而涮祐:以昨涂W匚肉（&*打=丑旭）丑扁底（0?）13证明平稳随机过程X

14、（）的自相关函数满足U（）习R M证明:因为阳）是平稳随机过程，所以有喝）=聊）心|眼）=血因为成源）土就f+缶计 河所以2x（0+）+xf +r）0+（f+-r） 坦五r（f）Mf +） e）上（海十圳14.x（t） x（t ）, 土 x （t , a 一。2 x （t卜， a已知v /和、2为相互独立的平稳高斯随机过程，1、，的数学期望为1，方差为1， 2 ，的数学期望为2，方差为2 x(t) = X (t) + X (t)方差为 2，设12试求随机过程（）的数学期望a和方差x （）x （）试求随机过程的一维概率密度函数f (x)解因加,和占0相互独立,则福=外饵博底（S且邸）=%,卫W勺

15、 = E及门=E屋（0 +砚=叫+叫I如饵=廿二。砺仃）=房口成）=爪也-矿能）则吐寸=际+如房间=房+武侦=功上们=政叫（f） +-矛叫（?） +球A=邓7（9+公业同仃）+渤）2._2=2=CT +队+c7i +aQ - fl, - 2alai fl? = cf1 +cj?因为芍（f沸苞均为平稳高斯随机过程，出）=斗+林（谑续性蛆台 所以救t）也是高斯随机过程，其一雄眼率密度函数为L15L15将均值为零，功率谱密度为0,2的高斯白噪声加到如图所示的低通滤0门广m波器的输入端。试求输出过程的自相关函数和方差。L-解输入过程的功率谱密度为LE=3耳低通德波器的传输函数为IH）=R +淄夏如1皿

16、）时专京容自相关函数为尺（t） =二口e-daj = exp -牛!2）因为输入过程均值为零，所以输出过程均值也为零其方差为= p（o）=性、4116设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn （f 一 .5 x 13 w / H ,在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设m（t）调制信号 /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:该理想带通滤波器应具有怎样的传输特性?解调器输入端的信噪功率比为多少?（3）解解调器输出端的信噪功率比为多少？为保证信号顺利通过，尽可能滤阵带外噪声。带通滤波器的宽度等

17、于己调信号带宽即牙=2丸=公5 =中心频率为1血贬也所以昭，105s其中龄常数 S苴它凡=1%幽己如虬=2BPn（/） = 2x10 x10 0.5x10=10则输我信噪比 = 10007R7因有G= 9敌输出信噪比为$ = ? = 2- = 2000就和罚17设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn （f） =庭x 103 w /H，在该信道中传输抑制载波的单双边（上边带）带信号，并设调制信号 /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

18、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？解1）理想带逋谑波器|w）=v其他已坷=10W现=”;月5）=小5工!祝*切=5附所以奇_二2000 因为芯B调制制度增益3=L所以总-吾=2000 + ,10-9, , m小,18某线性调制系统的输出信噪比为20dB,输出噪声功率为W,由发射机输出瑞到解调器输入瑞之间的总的传输损耗为100dB,试求:DSB/SC时的发射机输出功率。SSB/SC时的发射机输出功率。1役发射机输出功率为揭袖上 /Sr-lO10( IDOJB)已知碧=1咀叫=1广对于皿昭FS6式I因为0 = 2则迫生三如虬3o又因为现=4风所以 =3。现= 200 =

19、 2 妇 DF故昂= KSt =2泌欧对于S幽UC方式因加=1则奇=务=1口口反因为询=如所以兑=ICO甄=40DM =取 EF故& =矿 =45畔19设被接收的调幅信号为s(t)一 人+ m()cos ，采用包络解调，其中m的功率谱密度为：P(fP(f)=mIfl fm。双边功率谱密度为 0/2的噪声叠加于已调信号，试求解调器输出的信噪功率比。解解调器输i出信号功率为输出噪声功率叽咛仇二次兀输出信噪比少=m(t)m(t)20设调制信号的功率谱密度为:P (f) =m气lf ITf，lf I fm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；（3）若叠加于SSB

20、信号的白噪声的双边功率谱密度为n0 /2，设解调器的输出端接有截止频率为fm的理想低通滤波器，那么，输出信噪比为多少？（4）该系统的调制制度增益为多少？解谖单迥带调制己调信号表达式为占林（8 = Wcos Gdrt 料（f）shi 由 J接收机输入信号功率为S.=顽5 =接收机输出信号功率为s; =*国接收机输入噪声功率为现=3=m按收机输出噪声功率为加=豚=:L丸播收机输出信噪比&=（书接收机输入信噪出李=R调制制度增益（？=冬丝=1 现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3.3kHz以下，防护频带为0.7kHz：（

21、1）如果最大频偏为800kHz，试求传输信号的带宽；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）。髀tl )60路SSB且每路有0. T必的防护频带,则总带宽为BOX ( 3.34-0.7 )=细皿按照FCM二次群的电话系场，我们取SSB调制的第一路载堀 tl=256J?则第60路的载频坛咛雹5+5日2.4S2C2JFMS调器泰出信噪比为瓦=膈机伫因为第1路最高频率刘;= 256+4 =费於及第印路最高频率为 兀队=书2十4 =弗6*的所以da_ W = 0144=_S4B 496ft)da_ W = 0144=_S4B 496&即与

22、第一施相比剿。路的输出信噪比降慢.盼贝。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。征明设做己调信号为s仙(护龙+括弟。时虾解调器输入的信号E率为耳二E面*#解调器输入的噪声功率为虬*如信号经相乘景和低通滤波器后输出的有用信号为mMei =?您输出噪声为财护:您解调器输出的信号功率为足=布=:诙解调器输出的噪声功率为阮=而=：河所以调制制度增益为Gf =驾竺=涂复占何尤+*($23已知某单频调频波的振幅是23已知某单频调频波的振幅是10V，瞬时频率为=106 + 104COS2兀 X103 tHz试求：(1)此调频波的表达式；调频波的频率偏移，调频指数和频带

23、宽度。解（。调频披的瞬时角频率为呻。=2矿号=2田X切2虎X 1/崩花n X lGst r诚罚 调顼波的总相位河就f） = f 国（E）dr =1。吁+lClshi2frx I。I调频波的时域表达式刷=cosf） = Itkcig 己 kxlDT+lCi&in&xV（幻很据频率偏移的定义N = |W）L =|10 cos 23（1 Of|m =10jtHa调频指数为聪=芦=普=1口调频波的带宽为E矣（皙+兀）=2虹1。=22e24采用包络检波的常规调幅系统中，若噪声功率谱密度为5 x mw /位，单频正弦波调制时载波功率为g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

24、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？麟（DAHS调器输出信噪比：尬二亟二上12切二皿虬 呻 5心口7预44*（2）8解调器输人信噪比为kJ+10 x10 + 1x10 x10 x2kJ- H-1- w故常规调幅系统的调匍的1度增益粕而抑制载波双边带系统的调制制度增益己朝=2则冬=史_ = 1（约为4 .物用2 /II所以抑制载波双边带系统的性能优于常规调幅系统4,4分贝g （t） g （t） g （t）g （t）25设二进制随机脉冲序列由51与$ 2组成，出现$ 1的概率为P，出现$ 2的概率为1-P。试证明：如果P =原）=*（与t无关），且0 k 1，则脉冲

25、序列将无离散谱。 g ：（t）证明矛=弋而小与洗关）且亦氐1测有富-昌1即咫=尸&一乩=3 T&*0 H、1-同备2所以稳态波 = XiiD、叽*P、功2理D=，网仃一叽）+（1-豹戢仃-叽）=即R例=0所以无离散谱。26设某二进制数字基带信号中，数字信息“0”和“1”分别由g （）和g （）表示，且“0”和“1”出现的概率相等，g （）cos*的频谱是升余弦脉冲，即g 的频谱是升余弦脉冲，即g （） = 21 4t 2T1 ST 2S（1）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。（2）从该数字基带信号中能否提取频率fs = 1/Ts的分量？（3）若码元间隔Ts 10 3 ，

26、试求该数字基带信号的传码率及频带宽度。因为牌又因为T和“F出现的根率相等，所顷F“C/)=CI已=工尸。-尸)凤月-即力r=Z?(l-P)p/)p=/JGO)p所以该数字基带信号的功率谱密度为乌1+冲乌 h|1 2* 2 2410 所以非相千接收时系场的误码率为= 124MC|T相干接收时系统的误股为已=二邪=2.42x1。，jTtr32若某2FSK系统的码元传输数率为2 * 1Q6aud，数字信息为,时的频率 f 为10MHz，数字信息为“0”时的频率了0为10.4MHz ,输入接收端解调器的信号振幅为a 一 40 H V 。信道加性噪声为高斯白噪声，且单边功率谱密度=6 X1OFW / H

27、。试求:2FSK信号的频带宽度；非相干接收时，系统的误码率；相干接收时，系统的误码率。解2以:信号的频带宽度 =_川十可=底-川十2兄=0.4十4湿应压*.生疵(2)接收系毓带通滤波器的带宽为目=卫卫占=4工1?珏输入端噪声功率= = 6x154x10 =24xlOH1输入端信噪比-嘉T拓苛-加非相干接收时系统的误码率非相千接收时系统的误码率33在二进制移相键控系统中，已知解调器输入端的信噪比r 10dB，试分别求出相干解调2FSK，相干解调-码变换和差分相 干解调2DPSK信号时的系统误码率。解eh。密=1。勇故尸=i叩尹故信号的相干解调误码率为已=9玳折）=赏而眼 &icit泅邮号相干解调

28、-码变换;W的误码率为耳=2=融1亦团很小时）宓就信号差分相千解调时月=?厂=按 =2购广34已知数字信息为“1”时，发送信号的功率为1kW,信道衰减为60dB,接收端解调器的输入噪声功率为I04 W,试求非相干2ASK系统的误码率及相干2PSK系统的误码率。解 信道哀减为W遐即为W倍则有1。1零=何所以接收端解调器输入的馆号为率比为s= =10-信噪比如= =胃=山非相干口繇统误码率已=* % = * T 5 = 4.1 M1CT相干或职系藐误玛率巴=?邮（南=扣漩）=4商35若2PSK相干解调时相乘器所需的相干载波与理想载波有相位差9，求相位差对系统误码率的影响。解KK信号旬以写成SUgsg,其中诚。为戒根性基带信号。理想载谀时：SyWmtV = cos1山=弟）+二。经低通滤波器饵到当存在相位差画S海（JccisC巾十F）=占（fcos瓦f co由J十召、=成）、；（2会 *研经低通滤波器cosft所以有相位差刨引起信号功率下降叩广 荐采用极佳比较怯程:尹依误码率如=? 抑由于有相位误差，误玛率变为已=分侦府员），所以相干载波相位误差的存在导致了系统误玛率的增尢36在2ASK36在2ASK系统中，已知发送数据“1”的概率为P（1），发送“0”的概率为P（0），且P (1)卫 P (0)，采用相干检测，并已