通信原理期中试题答案

通信原理期中考试试卷2006—2007学年第二学期课程名称：通信原理（A卷；闭卷）适用班级：04级通信工程专业时间：120分钟班级：学号：姓名：题号一二三四五六七八九成绩满分1812581210101213100得分改卷人一.选择填空题:(每空1分,共18分)1.数字通信系统的3用频带利用率描述；7用系统输出误码率描述。2.衡量一个模拟通信系统的有效性常用指标：1；可靠性常用指标5。3.加性噪声的特点是：功率谱为8，随机取值符合6，任意两时刻的值9。4.窄带随机噪声的包络服从13，相位服从17。5.调制信道指从系统调制器的11到解调器的18的部分。6.信号在恒参信道中传输时主要有12失真和16失真。7.为了更好地适应信道的传输特性，大多数信号需要通过4后进行传输。8.幅度调制是用2去控制10的15参量。9.AM的14解调可能存在门限效应。备选答案：1）系统有效传输频带2).调制信号3).有效性4).调制5）系统的输出信噪比6).高斯分布7).可靠性8).常数9).互不相关10).高频载波11).输出端12).相频13).瑞利分布14).非相干15).幅度16)幅频17).均匀分布18).输入端二.简答题（每小题2分，共12分）1.点对点通信的工作方式有哪几种？单工通信、半双工通信、全双工通信；2.一个实平稳随机过程的自相关函数为R()，如何确定其平均功率，直流功率和交流功率？(0)R为实平稳随机过程的平均功率；()R为实平稳随机过程的直流功率；(0)()RR为实平稳随机过程的交流功率；3.什么是门限效应？门限效应：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。4.模拟通信调制系统中，制度增益G的含义是什么？制度增益G的含义是：输出信噪比与输入信噪比的比值。5.随参信道有什么主要特点？随参信道的主要特点是：对信号的衰减随时间而变；对信号的时延随时间而变；多径传输。6.为什么说DSB与SSB系统的抗噪声性能是相同的？在相同的信道噪声条件下，若接收信号功率相同，则SSB与DSB的解调输出信噪比相同，所以SSB与DSB系统的抗噪声性能是相同的。三.(5分)某二进制数据通信系统的码元传输速率为20kBd，若系统传输误码率为0.00001，则平均1分钟有多少个传输误码？1分钟码元总数：20k×60=1.2×106传输误码：0.00001×1.2×106=12个四.（8分）一个1，0等概的二进制数字信号，一分钟可传送18000bit的信息量，试求码元速率。如果每分钟传送的信息量仍为18000bit，但改用等概的八进制数字信号，求码元速率。二进制码元速率：1800030060BRBd；八进制信息速率：18000300/60bRbs；码元速率：2300100log83bBRRBd；五.(12分)某信源发出64个字符组成的信息，每个字符用6位二进制码组表示，二进制码宽为4s。其中30个字符出现的可能性各为1/128，20个字符出现的可能性各为1/64，10个字符出现的可能性各为3/128，4个字符出现的可能性各为7/128。1.试计算每个字符的平均信息量及字符的信息速率;2.若高斯信道带宽为25KHz，信噪比为255倍，则上述信号能否无差错传送？1.每个字符的平均信息量H=30×1/128log2128+20×1/64log264+10×3/128log2（128/3）+4×7/128log2（128/7）=5.7bit/符号（4分）每个字符由6位二进制码表示，字符传输速率RB=(6×4s)-1=41.7KB信息速率Rb=RB×H=237.69Kbit/s（4分）2.信道容量C=Blog2（1+S/N）=25K×log2（1+255）=200Kbit/s＜Rb=237.69Kbit/s上述信号不能无差错传送。（4分）六．（10分）设z(t)=x1cosω0t-x2sinω0t是一随机过程，若x1和x2是彼此独立且具有均值为0，方差为σ2的正态随机变量，试判断z(t)是否广义平稳。若以fs的速率对z(t)进行抽样，要求样值间互不相关，则最高抽样速率fsmax为多少？（1）判断()zt是否平稳：a、均值10201020[()][cossin][]cos[]sin0EztExtxtExtExt；可见，均值与时间t无关b、自相关函数为：20(,)coszRtt，自相关函数仅和时间差有关。∴()zt广义平稳。（5分）（2）要求样值间互不相关，即第（1）问中所求的自相关函数(,)zsRttT＝0，即02sTk()k是整数012ssfTk∴最高抽样速率0max2sf(0)k（5分）七．（10分）调制信号为3cos(210)t，载波频率为10fMHz，若采用调幅方式，0.8Am，请写出AM信号表示式。如果采用相干解调，其调制制度增益为多少？依题意可得：000010.81.25mAmAmAAAAA其中，为调制信号的幅度，为载波信号的幅度（3分）所以,AM信号的表达式为：37(1.25cos(210))cos(210)tt（3分）如果采用相干解调，其制度增益：222022()()12211.2521633mtGAmt（4分）八.(12分)设最高频率为5KHz的低频信号经DSB调制后，平均发送功率5W。信道传输的功率衰耗为10dB/km，信道中存在高斯白噪声，其双边功率谱密度为n0/2=5×10-13W/Hz，要求接收输出信噪比S0/N0≥40dB。试确定已调信号的带宽和最大传送距离。已调信号带宽BD=10kHz（4分）接收信噪比(S/N)i=(So/No)/20.5×104倍接收信号功率Si0.5×104Ni=0.5×10425×10-1310103=5×10-5W信道总衰耗L≤5W/（5×10-5W）=105倍=50db最大传送距离D=50db/10dB/km=5km（8分）九．（13分）某模拟通信系统，单路模拟调制信号最高频率为4KHz，采用FM方式，最大调制频偏6KHz，则已调信号带宽为多大？若此FM信号多路复用，保护带宽为单路已调信号带宽的50%，系统无线传输频段宽度为1MHz，则该系统能容纳多少路信号？若需传输的上述模拟调制信号达120路，无线传输频段宽度仍为1MHz以内，多路复用保护带宽仍为单路已调信号带宽的50%，请问选择何种模拟调制方式，并确定实际复用带宽为多大？1）FM信号的带宽BFM＝2（Δf＋fm）＝2（6+4）＝20KHz（4分）2）保护带宽Bg＝50％BFM＝10KHz设能容纳n路信号，则有nBFM+（n-1）Bg＝106代入数值，解之，并取n＝[33.67]＝33所以共能容纳33路信号（4分）3）设调制方式的调制后的带宽为B，则依题意保护带宽为50％B。于是有：120B+119·50％B＝106解得B＝5.57KHz可见，对最高频率为4KHz的信号调制后的带宽不能超过5.57KHz，故采用SSB调制，此时调制后的带宽BSSB＝fm＝4KHz保护带宽为2KHz所以实际复用后的带宽为120×4000＋119×2000＝0.718MHz（5分）