通信原理期中试题及答案

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 满分 得分 改卷人 一 18 二 12 三 5 四 8 五 12 六 10 七 10 八 12 九 13 成绩 100

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？

R(0)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； R(0)?R(?)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18000 bit，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：RB?八进制信息速率：Rb?18000601800060?300Bd；

；码元速率：RB?Rblog28?3003?100Bd?300b/s；

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=30×1/128 log2128+20×1/64 log264+10×3/128 log2（128/3）

+4×7/128 log2（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=41.7 K B 信息速率 Rb= RB×H =237.69 Kbit/s （4分）

2.信道容量C=B log2（1+S/N）=25K× log2（1+255）=200 Kbit/s＜ Rb=237.69 Kbit/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z(t)是否平稳：

a、

]均值 E[z(t)?E1[xc?o0s?t2x?si0n?t]E1x[?]0c?otsEx?[20?]sitn；

0可见，均值与时间t无关

b、自相关函数为：Rz(t,t??)??2cos?0?， 自相关函数仅和时间差?有关。 ∴z(t)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Rz(t,t?Ts)＝0，

?2(k是整数)?fs?1Ts??0k??即

?0Ts?k???2

∴最高抽样速率

fsmax?2?0?(k?0) （5分）

七．（10分）调制信号为

cos(2??10t)3m?0.8，载波频率为f?10MHz，若采用调幅方式，A，

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：

?mA?AmA0?1A0?0.8?A0?1.25

其中，Am为调制信号的幅度，A0为载波信号的幅度3 （3分）

7所以,AM信号的表达式为：

(1.25?cos(2??10t))cos(2??10t) （3分）

如果采用相干解调，其制度增益：

G?2m(t)A0?m(t)2?1212222?21.25??1633 （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 5 W。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=(S o /N o)/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≤5 W /（5×10-5W）=105倍=50db

最大传送距离D=50db /10dB/km =5 km （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＝10

6

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）