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通信原理习题答案

5-10 某线性调制系统的输出信噪比为20dB,输出噪声功率为910W,由发射机输出端到解调器输入端之间总的传输损耗为100dB,试求:(1)DSB/SC时的发射机输出功率;(2)SSB/SC时的发射机输出功率。

解:设发射机输出功率为ST,解调器输入信号功率为Si,则传输损耗K=ST/S i=100(dB).(1)DSB/SC的制度增益G=2,解调器输入信噪比相干解调时:Ni=4No因此,解调器输入端的信号功率:发射机输出功率:(2)SSB/SC制度增益G=1,则解调器输入端的信号功率发射机输出功率:6-1设二进制符号序列为 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0,试以矩形脉冲为例,分别画出相应的单极性码波形、双极性码波形、单极性归零码波形、双极性归零码波形、二进制差分码波形及八电平码波形。

解:各波形如下图所示:单极性波形 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0+E双极性波形 +E -E单极性归零波形 +E0 双极性归零波形 +E0 -E二进制差分波形 +E0 +3E +E-E-3E 四电平波形6-8已知信息代码为 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1,求相应的AMI 码及HDB3码,并分别画出它们的波形图。

解:+1 0 -1 0 0 0 -V 0 +1 -1 +B 0 0 +V -1 +1 +1 0 -1 0 0 0 0 0 +1 -1 0 0 0 0 +1 -1AMI 码1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 HDB 3码+1 0 -1信息码 +1 0 -16-11设基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波器组成总特性为H(ω),若要求以2/Ts 波特的速率进行数据传输,试检验图P5-7各种H(ω)是否满足消除抽样点上码间干扰的条件?-π/T s0 1H (ω)π/T s-3π/T s0 1H (ω)3π/T sωω(a )(b ) -4π/T s 0 1H (ω)4π/T sω(c )-2π/T s 0 1H (ω) 2π/T sω(d )解:无码间干扰的条件是:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>≤=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+=∑ssi s s eq T T T T i H H πωπωπωω02)((a )⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>=≤=ssT BT H πωππωω021)(则sT B 21=,无码间干扰传输的最大传码率为:ss B T T B R 212max<==故该H (ω)不满足消除抽样点上码间干扰的条件。

(b )⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>=≤=ssT B T H πωππωω0231)(则sT B 23=,无码间干扰传输的最大传码率为:ss B T T B R 232max>==虽然传输速率小于奈奎斯特速率,但因为R Bmax 不是2/T s 的整数倍,所以仍然不能消除码间干扰。

故该H (ω)不满足消除抽样点上码间干扰的条件。

(c ) 如下图所示,H (ω)的等效H eq (ω)为:-4π/Ts 0 1H (ω)4π/T sω2π/T s -2π/T s -6π/T s -2π/T sω-4π/T s 2π/T s 4π/T s ω6π/T s-4π/T s 0 14π/T sω2π/T s -2π/T s 0 1H eq (ω)ω2π/T s -2π/T s⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>=≤=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=s ss s eq T B T T H H T H H πωππωπωωπωω202214)(4)(则sT B 1=,无码间干扰传输的最大传码率为:sB T B R 22max==故该H (ω)满足消除抽样点上码间干扰的条件。

(d ) 按照(c )同样的方法,H (ω)的等效H eq (ω)为:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>=≤=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=s ss s eq T BT T H H T H H πωππωπωωπωω0212)(2)(则sT B 21=,无码间干扰传输的最大传码率为:ss B T T B R 212max<==故该H (ω)不满足消除抽样点上码间干扰的条件。

当码元速率为2/T s 时,它的频谱周期为:sT T πω4=,即在频谱上将H(ω)左右平移一个T ω,若在sT π2-和sT π2范围内为常数,则无码间干扰,否则就存在码间干扰,现分别对上图进行分析:对图(a)有:在虚线范围内叠加不为常数,所以存在码间干扰; 对图(b)有:在虚线范围内叠加不为常数,所以存在码间干扰;对图(c)有:在虚线范围内叠加为常数1,所以无码间干扰;对图(d)有:在虚线范围内叠加不为常数,所以存在码间干扰。

6-13. 为了传送码元速率R B =103(B)的数字基带信号,试问系统采用图P5-9中所画的哪一种传输特性较好?并简要说明其理由。

-π/T s 0 π/T s1H(ω) ω(a)-3π/T s 0 3π/T s 1 ωH(ω) (b)(c)-4π/T s 0 1 H(ω) ω4π/T s -2π/T s0 2π/T s 1 ωH(ω) (d)解:分析各个传输特性有无码间干扰,由于码元传输速率为R B =103,即频谱的周期为:3102⨯=πωT ,对于图(a)有:在〔-103π,103π〕区间内叠加为常数2,所以不存在码间干扰; 该系统的频带利用率为:Hz B /2110410233=⨯⨯=ππη 对于图(b)有:在〔-103π,103π〕区间内叠加为常数2,所以不存在码间干扰;该系统的频带利用率为:Hz B /110210233=⨯⨯=ππη 对于图(c)有:0 4×103π1 ωH(ω) 图 P5-92×103π 103π -2×103π -103π-4×103π(b)(a)(c)0.50 4×103π1ω H(ω) 2×103π 103π -2×103π -103π -4×103π (a) 0 4×103π1 ωH(ω) 2×103π 103π -2×103π -103π -4×103π (b) 04×103π1ωH(ω) 2×103π 103π -2×103π-103π-4×103π(c)在〔-103π,103π〕区间内叠加为常数1,所以不存在码间干扰;该系统的频带利用率为:HzB/110210233=⨯⨯=ππη综上所述,从系统的可靠性方面看:三个系统都不存在码间干扰,都可以进行可靠的通信;从系统的有效性方面看:(b)和(c)的频带利用率比较高;从系统的可实性方面看:(a)和(c)比较容易实现,(b)比较难实现。

所以从以上三个方面考虑,(c)是较好的系统。

7-1. 设发送数字信息为1011001,试分别画出OOK、2FSK、2PSK及2DPSK信号的波形示意图。

解7-2 设某OOK系统的码元传输速率为1000B,载波信号为)104cos(6tA⨯π:(1)每个码元中包含多少个载波周期?(2)求OOK信号的第一零点带宽。

解:所以每个码元中包含2000个载波周期。

(2)7-4 设二进制信息为0101,采用2FSK系统传输。

码元速率为1000B,已调信号的载频分别为3000Hz和1000Hz。

(1)若采用包络检波方式进行解调,试画出各点时间波形;(2)若采用相干方式进行解调,试画出各点时间波形;(3)求2FSK信号的第一零点带宽。

相干解调(3)第一零点带宽为7-7 设发送的绝对码序列为011010,采用2DPSK方式传输。

已知码元传输速率为1200B,载波频率为1800Hz。

定义相位差ϕ∆为后一码元起始相位和前一码元结束相位之差:(1)若ϕ∆=0代表“0”,ϕ∆=180代表“1”,试画出这时的2DPSK信号波形;(2)若ϕ∆=270代表“0”,ϕ∆=90代表“1”,试画出这时的2DPSK信号波形;解:根据码元传输速率为1200B,载波频率为1800Hz可知,在2DPSK信号的时间波形中,每个码元时间内共有1.5个周期的载波。

这时,2DPSK信号的时间波形如图:(1)若ϕ∆=0代表“0”,ϕ∆=180代表“1”(2)ϕ∆=270代表“0”,ϕ∆=90代表“1”7-16 已知数字信息为“1”时,发送信号的功率为1 kW,信道功率损耗为60dB,接收端解调器输人的噪声功率为W410-,试求非相干解调OOK及相干解调2PSK系统的误码率。

解:发送信号经过60dB的信道损耗后,到达解调器输人端的信号功率为又因解调器输人的噪声功率为W410-,所以解调器输人信噪比为因此,非相干解调OOK系统的误码率为:相干解调2PSK系统的误码率为:7-17设发送二进制信息为10110001,试按照表7-2和表7-4所示的A方式编码规则,分别画出QPSK和QDPSK 信号波形。

解:QPSK信号波形如图所示QDPSK信号波形:7-18设发送二进制信息为10110001,试按表7-4所示的B方式编码规则画出QDPSK信号波形。

解:QDPSK信号波形如图所示。

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