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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。
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