通信原理习题答案-西安邮电

有怎样的传输特性H；
（2）解调器输入端的信噪功率比；（3）解调器输出端的信噪功率比；
（4）求接收端输出噪声的双边功率谱密度，并用图形表示出来。
B10 kHz，中心频率为100kHz
Si1000
Ni
S02000
N0
Pn0f0.25 103W/Hz，f5 kHz
5．音频信号m t( )经调制和高频放大后在无线信道上进行传输，要求接收机输出信噪比为40dB。已知：由发射机输出端到解调器输入端之间总的传输功率损耗为60dB，信道中高斯白噪声的双边功率谱密度n2 1012W/Hz。音频信号m t( )的最高频率为5kHz，并且有
线性调制信号的表达式、频谱、带宽以及解调时带通滤波器的特性；
线性调制系统的抗噪声性能及门限效应；
调频（FM）、调相（PM）的基本概念；
窄带调频和宽带调频的概念，调频信号带宽的计算；
模拟调制系统的性能比较；
频分复用的概念。
一、简答题
1．什么是载波调制？调制有什么目的？
2．线性调制和非线性调制有什么区别？举例说明。
W0W fAcos2f tcAcos2fcW t
(a)(b)
（1）画出y t的傅氏频谱图；
（2）画出由y t恢复出m t的接收框图，并说明工作原理。
4cA4cos2fcW tcos2f t
A
7．模拟通信系统中，单边带信号通过恒参信道到达接收端的输入信号为
sSSBtk m tcosctm tsinct
理想低通滤波器的截止频率为1，试求输出信号s t，并说明s t为何种已调信号。
11
s t m tcos21t m tˆsin21t
22
s t为载频为21的上边带信号
4．设某信道具有均匀的双边功率谱密度Pnf0.5 103W Hz，在该信道中传输抑制载波的双边带信号，并设调制信号带宽限制在5KHz，而载波频率100KHz，已调信号到达接收端时的功率是10KW。若接收机的输入信号在加至解调器之前，先经过一个理想带通滤波器。
1．消息、信息、信号，通信的含义是什么？通信系统至少包含哪几部分？
2．试画出模拟和数字通信系统的模型图，并指出各组成部分的主要功能，说明数字通信系统有什么特点？
3．举例说明单工、半双工及全双工的工作方式及其特点。
4．举例说明如何度量信息量。
5．通信系统的性能指标是什么？这些性能指标在模拟和数字通信系统中指的是什么？二、综合题
4．什么是信道容量？写出连续信道容量的定义并讨论。
二、综合题
1.设一条无线链路采用视距传播的方式通信，其收发天线架设的高度都等于40m若不考虑大气折射率的影响，试求其最远通信距离。
D
2.设一条天波无线电信道，用高度等于400Km的电离层反射电磁波，地球的等效半径等于
6370 43Km，收发天线均架设在地平面，试计算其通信距离大约可以达到多少千米？
RC
f x2RCexp 2x2
n0n0
7．广义平稳的随机过程X t通过下图所示线性时不变系统，已知X t的自相关函数为
（1）写出系统的总体传递函数；
（2）Y t的功率谱密度；
（3）画出Y t的功率谱（假设输入噪声为高斯白噪声，单边功率谱密度为n0）。
1ej2TsTs
H
0
PY2PX1cos2T
Ts
第四章信道
m t0，m t2( )1 2，m tmax1
试求：
（1）SSB调制时的发射机输出功率；（接收端用相干解调）
（2）100%的AM调制时的发射机输出功率；（非相干解调）
ST102W
ST3 102W
6．某模拟基带信号m t的傅氏频谱如图a所示，将此信号送入如图b的系统，系统输出为
y t，理想高通的截止频率为fc，理想低通的频率范围为W W,，
正弦波加窄带高斯随机过程的统计特性；白噪声的定义及其功率谱和自相关函数；
高斯白噪声通过理想低通滤波器和理想带通滤波器。
一、简答题
1．高斯平稳随机过程有哪些性质？其通过线性系统后，输出过程的均值、自相关函数和功率谱密度会发生什么变化？
2．什么是窄带随机过程？它的频谱和波形有什么特点？其同相分量和正交分量有什么特点？
（1）计算“点”和“划”的信息量；
（2）计算“点”和“划”的平均信息量。
I2 bitI.0.415 bit
H x
4.设一信息源的输出由128个不同的符号组成，其中16个出现的概率为1/32，其余112出现的概率为1/224。信息源每秒发出1000个符号，且每个符号彼此独立。试计算该信息源的平均信息速率。
（1）信道输入端信号功率为1023W，试求该信道允许的最高信息速率。
（2）在（1）的条件下，若要传输30幅图片，每幅图片有30万个像素，每个像素有独立等概出现的像素64种亮度电平，试求最小传输时间。
R
第五章模拟调制系统
学习要求：
调制的定义、目的和分类；
线性调制（AM、DSB、SSB、VSB）的调制和解调原理；
（3）求输出噪声的一维概率密度函数。
1
RY2n BSa0Bcosc
2
Nn B0
1y2f yexp 2n B0
2n B0
6.低通滤波器分别如图所示，假设输入是均值为零，功率谱密度为n0 2的高斯白噪声，试求各图的：
（1）输出噪声的功率谱密度和自相关函数；
（2） 输出噪声的一维概率密度函数。
P0n2 102RCR C2 21 2RC2R04nRC0eRC1
3．推导残留边带滤波器传输特性应满足的条件。
4．什么是门限效应？AM信号采用包络检波时为什么会产生门限效应？相干解调存不存在门限效应，为什么？二、综合题
1.根据下图所示的调制信号波形，试画出DSB和AM信号的波形图，并比较他们分别通过包
络检波器后的波形区别。
2.将DSB-SC信号通过残留边带滤波器产生残留边带信号。若此滤波器的传输函数H f如
（3）传送1小时可能达到的最大信息量。
Hx1.75 bit/符
I6.3 106bit
I
8.某通信系统采用脉冲组方式进行信息传送，每个脉冲组包含4个信息脉冲和一个休止脉冲，休止脉冲不传送信息。每个信息脉冲和休止脉冲的宽度为2ms，且四个信息脉冲等概率出现。试计算：
（1）码元速率；
（2）平均信息速率；
（3）传送1小时可能达到的最大信息量。
1.设有四个符号，其中前三个符号出现的概率分别为1/4，1/8，1/8，且各符号的出现是相对独立的。试计算该符号集的平均信息量。
H x
2.一个由字母A、B、C、D组成的字，对于传输的每一个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，每个二进制脉冲宽度为5ms。
（1）不同字母是等可能出现时，试计算传输的平均信息速率；
C3.39 104bit/s
S
N
5．什么是频率选择型衰落？若某随参信道的二径时延差=1ms，试从下列几个频率中选择合适的载波频率传输信号。（要求有推导分析过程）
1.5khz，2khz，2.5khz
2KHz
6.一幅黑白图像含有8 105个像素，每个像素有16个亮度等级。
（1）试求每幅黑白图像的最大平均信息量；
基带信号的功率谱密度为
Pmfffm
ffm
其中，和fm都是常数，信道加性高斯白噪声的双边功率谱密度为n0 2。
（1）画出相移法调制器的原理框图；
（2）试画出对单边带信号进行解调的相干解调原理框图；
（3）求相干解调器的输出信噪比。
N0n0
8．已知某单频调频波的振幅为10V，瞬时频率为
（1）证明z t是广义平稳的；
（2）绘出自相关函数Rz的波形；（3）求功率谱密度Pzf及功率S。
1420Sa220S12
PZSa2
5.一个中心频率为fc，带宽为B的理想带通滤波器如图所示。假设输入是均值为0，双边功率谱密度为n0 2的高斯白噪声，试求：
（1）求滤波器输出噪声的自相关函数；
（2）滤波器的输出噪声的平均功率；
（2）Y t的一维概率密度函数f y；
（3）R t t1 2,和B t t1 2,
EY t0E Y2t2
1y2
f yexp 2
2
R t t1 2,2cos0
B t t1 2,2cos0
4.已知随机过程z tm tcos0t，其中，m t是广义平稳随机过程，且自相关函数
R
1,10
Rm1,01
0,其它
随机变量在0, 2上服从均匀分布，它与m t彼此统计独立。
R
5.已知某四进制数字传输系统的传信率为2400b/s，接收端在0.5小时内共收到126个错误码元，试计算该系统的误码率Pe。
P
6．某4ASK系统的4个振幅值分别为0,1,2,3。这4个振幅是相互独立的；
（1）振幅0,1,2,3出现概率分别为：0.4,0.3,0.2,0.1，求各种振幅信号的平均信息量？
RB500 Baud
Rb800 bit/s
I
第三章随机过程
学习要求：
随机过程的基本概念及其数字特征；平稳随机过程的定义、各态历经性；
平稳随机过程的自相关函数的性质以及和功率谱密度之间的关系；
高斯随机过程的定义和性质、一维分布特性；
平稳随机过程通过线性系统时输出与输入的关系；
窄带随机过程的数学表达式，其包络、相位、同相分量、正交分量的统计特性；
D
3．设某恒参信道的幅频特性和相频特性分别为
HK0
td
其中，K0和td都是常数，试确定信号s t通过该信道后输出信号的时域表示式，并讨论之。
s t0K s t0td
4．已知某标准音频电话线路带宽为3.4KHz。
（1） 若信道的信噪比S N30dB，试求这时的信道容量Ct；
（2）在实际应用中，这种线路上最大信息传输速率为4800bit/s，试求以此速率传输信息时在理论上所需的最小信噪比。