通信原理试卷

通信原理试卷一 填空题1.接收设备的功能是将和。信号放大 , 反变换2.受信者是传送信息的，其功能与相反。目的地 , 信源3.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-3400Hz4. 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5. 同步是使两端的信号在上保持步调一致。收发 ,时间6. 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7.通信中的和都可看作随时间变化的随机过程。信号 , 噪声8.随机过程具有和的特点。随机精选文库变量 , 时间函数9.一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10.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11.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12.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13.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14.有线信道分为和两大类。有线电信道 , 有线光信道15.信道的数学模型分为模型和模型。调制信道 , 编码信道16.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17.调制信道模型用和表示信道对-2精选文库信号传输的影响。加性干扰 , 乘性干扰18.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20.VSB 是与之间的一种折中方式。 DSB, SSB21.调制方法分为：和。相干解调 ,非相干解调22.FDM 是一种按来划分的复用方式。频率 , 信道23.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24.多路复用是指在信道中同时传输信号。一条 ,多路25.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26. 对基带信号传输前的处理或变换的目的是使-3精选文库与相匹配。信号的特性 , 信道的传输特性27. 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28. 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/2,029.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2PSK 所需带宽是， 2FSK 所需带宽是。 2RB , f2 f1 2RB32. 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。1 erfc r ，24-4精选文库1 e21 r435. 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。1 erfcr, 1 e2221 r236. 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,律38.和的特性近似A 律和律的特性。 13折线法 , 15折线法39. 电话信号最常用的编码是、和M。PCM,DPCM40. 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1. 按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？-5精选文库答：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。2. 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。3. 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）：fn x1 , x2 ,xn ; t1 , t2 ,tnfn x1 ,xn ; t1, t2, tn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。4. 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fc 的随机过程。-6精选文库窄带过程表达式tat coscttat0at 随机包络均是随机过程t 随机相位上式利用三角函数和角公式，可写成tatcost cos c tsintsin c tatcost cosctat sint sin c tc tcosc tst sinc tc tt的同相分量相对于载波 cosc t的变化缓慢的多s tt的正交分量5. 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n0wP2Hz内是常数，服从均匀分布。其功率谱：；自相关函数： R1n0 ej dn0 11 e j dn0222 226. 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。7. 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-7精选文库编码信道研究的着眼点只关心编码和译码（数字通信系统）8. 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， GDSB2 ，GSSB1，但不能说双边带系统的抗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。9. 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：调瞬时频制瞬时相位瞬时相位瞬时角频率方tc tt偏移ttd率偏移tcd tdt式dtPMc t K P m tK P m tcK P dm tK P dm tdtdtttFMctKF m t dtK F m t dtcK F m tK F m t10. 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-8精选文库号互重叠地占据不同的频率范围。11. 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。12. 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2B / Hz ，又能降低对定时程度的要求。13. 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-9精选文库FSK 移频键控PSK 移相键控14. 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）。15. 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 H ）HZ内的时间连续信号 m(t) ，如果以 1/2 f H 秒的间隔对它进行等间隔抽样， 则 m(t) 将被变得到的抽样值完全确定。（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 2 f H称 2 f H 奈奎斯特速率、 1/2 fH 奈奎斯特间隔。16. 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，-10精选文库噪声是积累的，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？-11精选文库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？-12精选文库5 已知线性调制信号表达式为：cost cosct ；式中，c6。试分别画出波形图和频谱图。-13精选文库6 已知线性调制信号表达式为：(10.5sint) cosct ；式中，c 6 。试分别画出波形图和频谱图。7 某一待传输的图片约含2.25106 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）-14精选文库8 黑白电视图像每幅含有3 105 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 / N30dB ，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 Rn ( )a e a ，a 为常数；2（1）求 Pn ( ) 及 S；（2）绘出 Rn ( ) 及 Pn ( ) 图形。-15精选文库10 (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( )1。试求(t ) 的功率谱密度 P () ，并用图形表示。-16精选文库11 将一个均值为零、功率谱密度为 n0 / 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，（ 1）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。-17精选文库12 下图为单个输入，两个输出的线性滤波器，若输入过程 (t) 是平稳的，求 1 (t ) 与 2 (t) 的互功率谱密度的表示式。-18精选文库13 证明平稳随机过程x(t ) 的自相关函数满足：Rx (0)| Rx ( ) |14已知 x(t1 ) 和 x(t2 ) 为相互独立的平稳高斯随机过程，x1 (t ) 的数学-19精选文库期望为 a1 ，方差为12 ， x2 (t) 的数学期望为a2 ，方差为22 ，设x(t) x1 (t ) x2 (t)（1）试求随机过程 x(t) 的数学期望 a 和方差2 ；（2）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 n0 / 2的高斯白噪声加到如图所示的低通滤波器的输入端。试求输出过程的自相关函数和方差。-20精选文库16 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn ( f ) 0.5 10 3 w / Hz ，在该信道中传输抑制载波的双边带信号，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？-21精选文库17 设某信道具有均匀的双边噪声功率谱密度Pn ( f )0.5 10 3 w / Hz ，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？-22精选文库18 某线性调制系统的输出信噪比为20dB，输出噪声功率为10 9 W，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) Am(t)cosct ，采用包络解调，其中 m(t) 的功率谱密度为： Pm fn mf,ff m 。若一2f m0,ff m双边功率谱密度为 n0 / 2 的噪声叠加于已调信号， 试求解调器输出的信噪功率比。-23精选文库20 设 调 制 信 号 m(t) 的 功 率 谱 密 度 为 ：n mf,ff m ，若用 SSB调制方法进行传输（忽Pm f2f m0,ff m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 f m 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？-24精选文库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：（ 1）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）。-25精选文库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。23已知某单频调频波的振幅是10V，瞬时频率为-26精选文库f (t)106104 cos2103 tHz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。24 采用包络检波的常规调幅系统中，若噪声功率谱密度为510 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？-27精选文库25 设二进制随机脉冲序列由 g1 (t ) 与 g2 (t) 组成，出现 g1 (t ) 的概率为 P ， 出 现 g2 (t) 的 概 率 为 1-P 。 试 证 明 ： 如 果1k(与 t无关 )，且 0k 1 ，则脉冲序列将无离散谱。pg1(t )1g2 (t )26 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-28精选文库tcos频谱是升余弦脉冲，即1Ts t g (t)214t 2Sa TsTs2（ 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 f s 1/ Ts 的分量？（ 3）若码元间隔 Ts 10 3 s ，试求该数字基带信号的传码率及频带宽度。-29精选文库27 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Ts / 3的矩形脉冲。且已知数字信息 “1”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-30精选文库表达式，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 fs 1/ Ts 的分量？若能，试计算该分量的功率。28 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。（1）若数字信息为“ 1”时信号在抽样判决时刻的值 A 1V ，且接受滤波器输出噪声是均值为 0，均方根为 0.2V 的高斯噪-31精选文库声，试求这时的误码率。（2）若要求误码率不大于 10 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，-32精选文库信道和接受滤波器总传输特性为 H()，如图所示。1217106 rad / s ，51106 rad / s 。请确定码间干扰为零时的最高码元速率RB 和频带利用率。31 若采用 OOK方式传输二进制数字信息，已知码元传输速率R 2 108 B ，接收端解调器输入信号的振幅 a 40 V ，信道加性噪声为高斯白噪声，且其单边频率谱密度n0610 20W / Hz 。试求：（ 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；-33精选文库32 若某 2FSK 系统的码元传输数率为 2 106 baud ，数字信息为 “ 1”时的频率 f1 为 10MHz，数字信息为“ 0”时的频率 f 0 为10.4MHz，输入接收端解调器的信号振幅为a40V 。信道加性噪声为高斯白噪声， 且单边功率谱密度n0610 18W / Hz 。试求：（ 1）2FSK信号的频带宽度；（ 2）非相干接收时，系统的误码率；（ 3）相干接收时，系统的误码率。-34精选文库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。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10 4 W，试求非相干2ASK系统的误码率及相干2PSK系统的误码率。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，求相位差对系统误码率的影响。-35精选文库36 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) P( 0) ，采用相干检测，并已知发送“ 1”时，输入接收端解调器的信号振幅为a，输入的窄带高 斯 噪 声 的 方 差 为n2 。 试 证 明 此 时 的 最 佳 门 限 为a2ln P(0)xn2aP(1)-36精选文库37 已知一低通信号m(t) 的频谱 M ( f )1| f | ,| f | 200Hz0,200else（ 1）假设以 fs 300Hz 的速率对 m(t) 进行理想抽样，试画出已抽样信号 ms (t ) 的频谱草图；（ 2）若用 fs 400Hz 的速率抽样，重做上题。38 设信号 m(t )9Acost ，其中 A10V 。若 m(t) 被均匀量化为41 个电平，试确定所需的二进制码组的位数和量化间隔。39 已知某信号m(t) 的频谱 M ( ) 如图（ b）所示，将它通过传输函数为 H1 () 的滤波器后，再进行理想抽样。-37精选文库（ 1）抽样速率应为多少？（ 2）若设抽样速率 fs 3 f1 ，试画出已抽样信号的频谱；（ 3）接受端的接收网络应具有怎样的传输函数 H 2 ( ) ，才能由已抽样信号不失真的恢复 m(t) 。-38精选文库40 设输入抽样器的信号为门函数G (t) ，宽度20ms ，若忽略其频谱第 10 个零点以外的频率分量，试求最小抽样频率。-39