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通信原理习题解答1

一、基本概念
1. 数字通信系统的一般模型及各组成部分的作用,性能指标
2. 传码率和传信率的定义,单位,两者之间的关系;
3. 误码率计算
4. 信源的熵计算方法
5. 高斯白噪声概率密度、自相关函数、窄带高斯噪声包络、相位统计特性,方差
6. 功率谱密度与自相关函数之间的关系
7. AM,DSB,SSB,FM 信号的带宽
8. 传输多路信号的复用技术
9. 二进制随机序列的功率谱密度特征 9数字基带传输系统误码的原因 10 .眼图模型
11.非均匀量化的目的
12.2PSK ,2ASK ,2FSK 功率谱特点及带宽 13.无码间干扰传输)(t h 和H (w )应满足的条件
14.抽样、量化、编码,已抽样信号的频谱特点 15.13折线A 律编码原理 16.线性调制系统的调制解调原理框图,基带信号与已调信号的频谱特征,功率,调制效率,抗噪声性能,AM 系统非相干解调时的过调制,门限效应问题 17.奈奎斯特第一准则及应用,频带利用率计算
18.数字基带传输系统误码率分析,最佳判决门限推导
一、AM,DSB 系统的调制解调模型,已调信号的频谱特征,功率计算;
二、已知某通信系统的模型如下图所示,其中)(t m 为调制信号,它的均值为零,双边功率
谱密度为:⎪⎭

⎬⎫
⎪⎩⎪⎨⎧>≤-
=m m m
m
m f f f f f f n f P ||0||]||1[2)(;BPF 为理想带通滤波器;LPF 为理想低
通滤波器;白噪声)(t n 的双边功率谱密度为2
)(0
n f P n =

()分别计算解调器输入端的信号功率、噪声功率及输入信噪比。

(2)计算解调器输出端的信号功率、噪声功率及输出信噪比。

解: BPF 的传输函数为:
t w t m t w t m t s c c m sin )(cos )()(∧
-=为上边带信号,经过BPF 不变,调制器的输入
信号功率为:
)()(2
1)(21sin cos )()(2sin )(cos )(]sin )(cos )([)(22
22
2
2
2
2t m t m t m t w t w t m t m t w t m t w t m t w t m t w t m t s S c c c c c c m
i =+=-+=-==∧∧
∧∧
()()(22
t m t m ∧=)
)(2t m 是)(f P m 的面积,
)(2
t m =2
2122)(m
m m m m f n f n df f P =⨯⋅=
⎰∞
+∞
-
BPF 的输出噪声为t w t n t w t n t n s s c c i sin )(cos )()(-=,其功率为B n N i 0=,B 是BPF 的带宽。

按照合理设计,B 应等于)(t s m 的带宽,即B=m f ,于是m i f n N 0=。

解调器的输入信噪比为:
2n n
N S r m i i i ==
解调器输出信号为)(2
1)(0t m t m =
,功率为8)(41)(22
00m n f n t m t m S ===
解调器输出噪声信号为)(2
1)(0t n t n c =
,功率为)(2
00t n N ==4)(41)(41022m i c f n t n t n ==
输出信噪比为0
0002n n
N S r m ==
三、P153页基带传输系统抗噪声性能的分析方法 某数字基带传输系统的模型如下图所示。

在该系统中传送双极性信号,假设不考虑码间干扰的影响。

若发送“1”的概率为)1(P ,发送“0”的概率为)0(P ,接收滤波器输出噪声为高斯噪声,均值为0,方差为2
n σ,即该噪声的瞬时值V 的统计特性可由一维高斯概率分布密度描述
22
221)(n
V n
e
V f σσπ-
=
试求
使基带传输系统总误码率最小时的判决门限。

解:对于双极性基带信号,在一个码元时间内,抽样判决器输入端信号波形可表示为:
⎩⎨
⎧+-+=”时
发送“”时发送“0)
(1)()(t n A t n A t x R R
由于)(t n R 是高斯过程,故发送“1”时,过程A+)(t n R 的一维概率密度为:
]2)(exp[21
)(2
2
1n n A x x f σσπ--=
发送“0”时,过程-A+)(t n R 的一维概率密度为:
]2)(exp[21
)(2
2
0n
n A x x f σσπ+-= 令抽样判决门限为d V ,则将“1”错判为“0”的概率1e p 和将“0”错判为“1”的概率2e p 可以分别表示为:

⎰∞
-∞
---==<=d
d V n n V d
e dx A x dx x
f V x P p ]2)(exp[21
)()(2
211σσπ=)2(21
21n d A V erf σ-+ ⎰


+∞
+=+-==>=d
d
V V n n d e dx A x dx x f V x P p ]2)(exp[21
)()(2
202σσπ)2(21
21n d A V erf σ+- 基带传输系统的总误码率为:
21)0()1(e e e p P p P P +=
为使误码率最小,令
0=d
e
dV dP 可求得最佳门限为: )
1()
0(ln
22*P P A
V n
d
σ=

P177 /6-17
三、话音信号)
m的频率范围为0~4KHZ,m采用13折线A律进行编码,设)
(t
(t
取值范围为-a~a, )
m的一个抽样脉冲值为x。

(t
(1)试求此时编码器输出PCM码组和量化误差的绝对值。

(2) 写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。

四、抽样点无码间干扰的判别方法P176/6-11,6-12
H,若要设基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波器组成的总特性为()f
H满足抽样点无码间干扰的求以2400波特的速率进行传输,判断下图中何种()f
条件?
()a()b
()d
()
z
H
f
()f
H
1
1800
-1800
()
z
H
f
()f
H
1
1500
-1500
()
z
H
f
()f
H
1
1500
-1500
0.5
()
z
H
f
()f
H
1
3000
-3000
(c)
升余弦特性
5.0
=
α
五、有12路音频信号,其中每路信号的频率范围为20HZ~20KHZ,分别通过截止频率为8KHZ的低通滤波器。

将此12路信号时分复用为二进制码流,如下图所示。

(1)最小抽样速率
min
f是多少?
(2)若抽样速率为每秒20000个抽样,时分复用后采用13折线A律编码,忽
略帧同步比特,试求输出信号比特速率
b
f值。

(3)若升余弦滚降系数4.0
=
α,为实现无码间干扰基带传输,请求出升余弦
滚降滤波器的截止频率
H
f。

六、已知一基带信号t
t
t

π4
cos
2
cos
)
(+
=,对其进行理想抽样:
(1)为了在接收端能不失真地从已抽样信号)(t
m
s
中恢复)
(t
m,试问抽样时间间隔应如何选择?
(2)若抽样间隔取为0.2s,试画出已抽样信号的频谱图。

P295/9-1 9-9。

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