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类型重庆邮电大学通信原理课后习题解答45课件.ppt

  • 上传人(卖家):ziliao2023
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    关 键  词:
    重庆 邮电大学 通信 原理 课后 习题 解答 45 课件
    资源描述:

    1、重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院通信原理课后习题讲解-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院目 录第一章第二章第三章第六章第五章第四章第七章第八章-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院第4章 模拟信号的数字传输习题4-1习题4-2习题4-3习题4-4习题4-5习题4-6习题4-7习题4-8习题4-9习题4-10习题4-11习题4-12习题4-16习题4-13习题4-14习题4-15-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-1 已知某信号m(t)的频谱为 ,将它通过传输函数为 的滤波器后再进行理想抽样。其中,和

    2、 如图4-10(a)和(b)所示。(1)计算抽样频率。(2)若抽样频率 ,试画出抽样信号的频谱。(3)如何在接收端恢复出信号m(t)?)(fM)(1fH)(fM)(1fH14 ffs-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-1图4-10 信号频谱及滤波器传输特性-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-1解答解:(1)因为信号 通过传输函数为 的滤波器后进入理想抽样器的最高频率为 ,所以抽样频率(2)因为抽样信号频谱 m t 1Hf1f12 ffs nSssMTMn1可得抽样信号的频谱如图4-11所示。-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信

    3、与信息工程学院习题4-1解答解(3)由图4-11所示的抽样信号频谱可知:将抽样信号 通过截止频率为 的理想低通滤波器,然后再通过一个传输特性为 的网络,就能在接收端恢复出信号 。如图4-12所示。sm t1f 11Hf tm-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-1解答可见,如果接收端通过一个传输特性为图4-12 抽样信号的恢复 111HfffHf的低通滤波器,就能在接收端恢复出信号 tm。-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-2 已知一个低通信号 的频谱 如图4-13所示。(1)假设以 的速率对 进行理想抽样,试画 出抽样信号的频谱示意图

    4、。并说明能否从抽样信号恢 复出原始的信号?(2)假设以 的速率对 进行理想抽样,重做(1)。)(tm)(MHs3)(tm)(tmHs5.1)(tm图4-13 低通信号的频谱-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-2解答解:(1)由式(4-2)可知:在 时,抽样信号频谱如图4-14所示,频谱无混叠现象。因此经过截止角频率为 的理想低通滤波器后,就可以无失真地恢复原始信号。图4-14 抽样信号的频谱HHHs3-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-2解答(2)如果 ,不满足抽样定理,频谱会出现混叠现象,如图4-15所示,此时通过理想低通滤波器后不

    5、可能无失真地重建原始信号。图4-15 抽样信号的频谱出现混叠现象HH1.5sH-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-3 已知信号 ,对进行理想抽样。(1)如果将 当作低通信号处理,则抽样频率如何选择?(2)如果将 当作带通信号,则抽样频率如何选择?tttm2000cos100cos)()(tm)(tm-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-3解答解:因为 所以最低频和最高频分别为 ,(1)将 当作低通信号处理,则抽样频率(2)将 当作带通信号处理,则抽样频率 因为n=9,所以 H tttttm0012cos0019cos212000cos0

    6、01cos950HzfL1050HzfH100Hz22fHsfnffnfLsH21211.1Hz2210sf-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-4 将正弦信号 以4kHz速率进行样,然后输入A律13折线PCM编码器。计算在一个正弦信号周期内所有样值 的PCM编码的输出码字。)1600sin()(ttm52sin)(kkTms-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-4解答解:以抽样时刻 为例,此时抽样值0.9510565,设量化单位 ,所以归一化值0.9510565=1948编码过程如下:4000/1t 20481(1)确定极性码 :由于输

    7、入信号抽样值为正,故极性码1C11C(2)确定段落码 432CCC因为19481024,所以位于第8段落,段落码为111。(3)确定段内码 8765CCCC因为 28641410241948所以段内码 =1110。8765CCCC所以,的抽样值经过A律13折线编码后,得到的PCM码字为 1111 1110。同理得到在一个正弦信号周期内所有样值的PCM码字,如表4-5所示。4000/1t-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-4解答-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-5已知模拟信号抽样值的概率密度 ,如果按照4电平均匀量化,计算量化噪声功率

    8、和对应的量化信噪比。其他0110011)(xxxxxf-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-5解答解:因为采用均匀量化,所以量化间隔5.042则量化区间有 ,和5.0,10,0.55.0,01,5.0对应的量化值分别为-0.75,-0.25,0.25,0.75。所以量化噪声功率为 22-0.50-1-0.5220.5100.50.7510.2510.2510.7511/48qNxx dxxx dxxx dxxx dx因为输入量化器的信号功率为 102220-11(1)(1)6Sx fx dxxx dxxx dx-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学

    9、院习题4-5解答所以量化信噪比228qqE xSNEmm-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-6 单路信号的最高频率为4kHz,采用PCM调制,若量化级数由128增加到256,传输该信号的信息速率 和带宽B增加到原来的多少倍?bR-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-6解答解:因为二进制码元速率sBfMR2log所以对应的信息速率 =,即信息速率bRsBfMR2log与 成正比,所以若量化级数由128增加到256,传输该信号的信息速率 增加到原来的8/7倍。bRM2logbR而二进制码元宽度为1bBTR假设占空比 bT,则PCM信号带宽为

    10、/B1可见,带宽 与 成正比。BM2log所以,若量化级数由128增加到256,带宽 增加到原来的8/7倍。B-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-7 已知信号 ,以每秒钟4次的速率进行抽样。(1)画出理想抽样信号的频谱图。(2)如果脉冲宽度 ,脉冲幅度A=1,画出自然抽样信 号和平顶抽样信号的频谱图)2cos()(ttms1.0-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-7解答解:(1)基带信号的频谱图如图4-16所示图4-16 基带信号的频谱图由式(4-2),理想抽样信号的频谱图如图4-17所示。图4-17 理想抽样信号的频谱图-重庆邮电大

    11、学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-7解答(2)因为自然抽样信号的频谱)()2(S4.0)()2(ST)(ssssssnnnMnanMnaAM当n=1时,因为 =)()2(SssnMna)()4.0(SsMa所以n=1时自然抽样信号的频谱分量为 ,对应的频谱图如图4-18所示。)()4.0(0.4SasM图4-18 n=1时自然抽样信号的频谱分量-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-7解答所以,自然抽样信号的频谱图如图4-19所示。图4-19 自然抽样信号的频谱图-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-7解答因为平顶抽样信

    12、号的频谱-ns-nssnM24Sa.0nM2SaTA qM所以,平顶抽样信号的频谱图如图4-20所示。图4-20 平顶抽样信号的频谱图-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-8 单路语音信号的最高频率为3400Hz,采8000Hz的抽样频率,按A律13折线编码得到PCM信号。设传输信号的波形为矩形脉冲,占空比为1。试计算PCM基带信号第一零点带宽。-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-8解答解:因为抽样频率为8000Hz,按A律13折线编码得到的PCM信号为8位二进码。所以二进制码元速率0006400088sBflR波特 因为占空比为1,所

    13、以 ,则PCM基带信号第一零点带宽bTHz/B00064T/11b-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-9 单路模拟信号的最高频率为6000Hz,抽样频率为奈奎斯特抽样频率,设传输信号的波形为矩形脉冲,占空比为0.5。计算PAM系统的码元速率和第一零点带宽。-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-9解答解:因为抽样频率为奈奎斯特抽样频率,所以HzffHs000122所以PAM系统的码元速率 00012sBfR则码元宽度sf/1Ts因为占空比为0.5,所以 ,则PAM基带信号第一零点带宽 s5T.0Hz/B000241-重庆邮电大学 移动通信

    14、技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-10 单路模拟信号的最高频率为6000Hz,抽样频率为奈奎斯特抽样频率。以PCM方式传输,抽样后按照8级量化,传输信号的波形为矩形脉冲,占空比为0.5。(1)计算PCM系统的码元速率和信息速率;(2)计算PCM基带信号的第一零点带宽。-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-10解答解:(1)因为奈奎斯特抽样频率 HzffHs000122量化级数 ,所以二进制码元速率为8M00036000123log2sBfMR波特 所以,对应的信息速率s/bit00036bR(2)因为二进制码元速率 与二进制码元宽度 呈倒数 关系,所以BRb

    15、TBbRT1因为占空比为0.5,所以b5T.0则PCM基带信号第一零点带宽Hz/B000721-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-11 设输入信号抽样值 ,写出按A律13折线编成8位码 ,并计算编码电平和编码误差,解码电平和解码误差。写出编码器中11位线性码和解码器中12位线性码。870sI87654321CCCCCCCC-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-11解答解:编码过程如下(1)确定极性码 :由于输入信号抽样值为负,故极性码 =01C1C(2)确定段落码 :432CCC因为1024870512,所以位于第7段落,段落码为110

    16、。(3)确定段内码 :8765CCCC因为 ,所以段内码 =1011。632115128708765CCCC所以,编出的PCM码字为 0 110 1011。编码电平 是指编码器输出非线性码所对应的电平,它对应量化级的起始电平。因为极性为负,则编码电平CI864C2C2C2C2IIi80716253BiC量化单位 因为21000110110000864-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-11解答因此7/11变换得到的11位线性码为 。00110110000编码误差等于编码电平与抽样值的差值,所以编码误差为6个量化单位。解码电平对应量化级的中间电平,所以解码器输出为8

    17、80)16864(个量化单位。因为2100.00110111000880所以7/12变换得到的12位线性码为011011100000。解码误差(即量化误差)为解码电平和抽样值之差。所以解码误差为10个量化单位。-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-12 A律13折线PCM编码器,量化区的最大电压为U=2048mV,已知一个抽样值为u=398mV,试写出8位码,并计算它的编码电平、解码电平和量化误差,并将所编成的非线性幅度码 (不含极性码)转换成11位线性幅度码。87654321CCCCCCCC-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-12解答

    18、解:(1)因为量化区的最大电压为 ,所以量化单位为 ,所以抽样值为398 。mVU20481mV编码过程如下:确定极性码 :由于输入信号抽样值 为正,故极性码 =1 1CsI1C确定段落码 ,因为512398256所以位于第6段落,段落码为101。432CCC确定段内码 :因为 ,所以段内码8765CCCC141682563988765CCCC=1000。所以,编出的PCM码字为11011000。它表示输入信号抽样值 处于第6段序号为8的量化级。该量化级对应的的起始电平为 384mv,中间电平为392mv。-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-12解答编码电平对应该

    19、量化级对应的起始电平,所以编码电平mVIc384384因为,所以对应的11位线性码为00110000000。21000011000000384解码电平对应该量化级对应的中间电平,所以解码电平mVID392可见,解码误差(即量化误差)为 6mV。-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-13 某A律13折线PCM编码器的输入范围为-5,5V,如果样值幅度为-2.5V,试计算编码器的输出码字及其对应的量化电平和量化误差。-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-13解答解:因为最大电压值为5V,所以量化单位V204815所以,样值幅度-2.5V表示为

    20、-1024量化单位。因为样值为负,而且输入信号抽样值 处于第8段序号为0的量化级,所以编码器的输出码字为0 111 0000。sI该量化级对应的起始电平为 ,中间电平为 量化单位,即-2.578V。所以量化电平为-2.578V,量化误差为78mV。1056321024V5.21024-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-14 采用A律13折线编解码电路,设接收端收到的码字为“10000111”,最小量化单位为1个单位。试问解码器输出为多少单位?对应的12位线性码是多少?-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-14解答解:极性码为1,所以极性

    21、为正。段落码为000,段内码为0111,所以信号位于第1段落序号为7的量化级。由表4-1可知,第1段落的起始电平为0,量化间隔为。因为解码器输出的量化电平位于量化级的中点,所以解码器输出为+(71+0.5)=7.5个量化单位,即解码电平 7.5 。因为2101.100000000115.7所以,对应的12位线性码为000000001111。-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-15 采用13折线A律编码,设最小的量化级为1个单位,已知抽样脉冲值为-630单位,写出此时编码器输出的码字以及对应的均匀量化的11位码。-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程

    22、学院习题4-15解答解:编码过程如下:(1)确定极性码 :由于输入信号抽样值为负,故极性码 =1。1C1C(2)确定段落码 432CCC因为1024630512,所以位于第7段落,段落码为110。(3)确定段内码 8765CCCC因为 22323512630,所以段内码 =0011。8765CCCC所以,编出的PCM码字为 0 110 0011。因为编码电平对应量化级的起始电平,所以编码电平为-608单位。因为 。21000100110000608所以,对应的均匀量化的11位线性码为01001100000。-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-16 对一个在某区间均

    23、匀分布的模拟信号理想抽样后进行均匀量化,然后采用自然二进制编码,计算量化级数M=32的PCM系统在信道误码率 情况下的总信噪比。310eP-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题4-16解答解:因为leqoeqPCMP/NSNNSNS2000241又因为22M2lqoNS所以22M2lqoNS9.2003210413241241)/(232222000MPMPNSNSeleqPCM-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院第5章 数字信号的基带传输习题5-1习题5-2习题5-3习题5-4习题5-5习题5-6习题5-7习题5-8习题5-9习题5-10习题5-

    24、11习题5-12习题5-13习题5-14习题5-15-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-1 已知信息代码为110010110,试画出单极性不归零、双极性不归零、单极性归零码和CMI码的波形。-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-1解答解:的波形如图3-14(a)所示。coscosctt因为()coscosmcSttt且 ,对 6c()mSt()mSt进行傅里叶变换可得()()()()()2MccccS (7)(5)(5)(7)2 -重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-2 已知信息代码为110000110000

    25、11,试求相应的AMI码和HDB3码。-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-2解答解:信息码:1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1AMI码:+1-1 0 0 0 0 0 +1-1 0 0 0 0 +1-1HDB3码:+1-1 0 0 0 -V 0 +1-1 +B 0 0 +V-1+1-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-3 已知信息代码为10100000000011,试求相应的AMI码和HDB3码。-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-3解答解:信息码:1 0 1 0 0 0 0 0 0

    26、0 0 0 1 1AMI码:+1 0-1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 +1-1HDB3码:+1 0-1 0 0 0 -V+B 0 0 +V 0 -1 +1-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-4设某二进制数字基带信号的基本脉冲为三角形脉冲,如图5-11所示。图中 为码元间隔,数字信息“1”和“0”分别用g(t)的有无表示,且“1”和“0”出现的概率相等:(1)求该数字基带信号的功率谱密度,并画出功率谱密度图;(2)能否从该数字基带信号中提取码元同步所需的频率 的分量?若能,试计算该分量的功率。sTssTf/1-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息

    27、工程学院习题5-4解答解:(1)对于单极性基带信号,随机22()(1)|()|(21)()|()sssssmP ff ppG ffpG mffmf1()0g t 2()()g tg t当 时,脉冲序列的功率谱密度为12p 222()|()|()|()44sssssmffP fG fG mffmf2(1|),|2()0,ssTAttTg telse由图5-11得 的傅立叶变换 为()g t()G f2()()22ssATfTG fSa-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-4解答代入功率谱密度函数式,得 22222()|()|()|()422422sssssssssmf

    28、ATfTfATf TP fSaSafmf2244()()()162162sssmA TfTAmSaSafmf功率谱密度如图5-12所示。图5-12-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-4解答(2)由图5-12中可以看出,该基带信号的功率谱密度中含有频率 1ssfT的离散分量,故可以提取码元同步所需的频率的分量。由题(1)中的结果,该基带信号中的离散谱分量 为1ssfT()vP24()()()162vsmAmP fSafmf当m取 时,即 时,有1sff 2244()()()()()162162vssAAP fSaffSaff 所以该频率分量的功率为 2224442(

    29、)()162162AAASSaSa-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-5 设某基带传输系统具有图5-13所示的三角形传输函数:(1)求该系统接收滤波器输出基本脉冲的时间表达式;(2)当数字基带信号的传码率 时,用奈奎斯特 准则验证该系统能否实现无码间干扰传输?/0BR图5-13-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-5解答解:(1)由图5-12可得(2)根据奈奎斯特准则,当系统能实现无码间干扰 传输时,应满足0011|,|()0,Helse该系统输出基本脉冲的时间表示式为2001()()()222jtth tHedSa2(),|()0,|

    30、iseqHiCTTHT()H-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-5解答 容易验证,当 时,0|T02()(2)(2)BiiisHiHR iHiCT 所以当码率 时,系统不能实现无码间干扰传输。0/BR-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-6 设某基带系统的频率特性是截止频率为100kHz的理想低通滤波器,(1)用奈奎斯特准则分析当码元速率为150kBaud时此 系统是否有码间串扰;(2)当信息速率为400kbit/s时,此系统能否实现无码 间串扰?为什么?-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-6解答解:(1)

    31、法1:无码间串扰时 ,当码元速率为150kBaud时,容易验证,此系统有码间串扰。max2BNRB752BNRBkHz法2:由题意,设 ,则 ,将 与实际码速率比较为正整数,由于 ,则此系统有码间干扰。max2BNRB752BNRBkHzmaxBRmax200()150BBRkBaudRk 正整数(2)由题意,设 ,则 设 传输M进制的基带信号,则100NBkHzmax2200()BNRBk Baudmax22200200loglog()400BBbRkkMM BaudRRk-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-6解答求得 。可见,采用 进制信号时,都能满足无码间串

    32、扰条件。结论:根据系统频率特性 分析码间干扰特性的简便方法:首先由 确定系统的奈奎斯特等效带宽 ,然后由 求出最大码速率,再与实际码速率比较,若 为正整数,则无码间干扰,否则有码间干扰。(1,2,)nMn44n()H()HNBmax2BNRBmax/BBRR-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-7已知某信道的截止频率为1600Hz,其滚降特性为(1)为了得到无串扰的信息接收,系统最大传输速率为 多少?(2)接收机采用什么样的时间间隔抽样,便可得到无串 扰接收。1-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-7解答解:(1),所以 则(1)1600

    33、NBBHz8002NBBHzmax21600BNRBBaud(2)111600sBTsR-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-8 已知码元速率为64kBaud,若采用 的升余弦滚降频谱信号,(1)求信号的时域表达式;(2)画出它的频谱图(3)求传输带宽;(4)求频带利用率4.0-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-8解答解:升余弦滚降频谱信号的时域表达式为2sin/cos/()/12/sssst Tt Th tt Tt T当 ,即 ,时,64BRkBaud164skT0.42sin 64000cos 25600()640001 26214

    34、40000tth ttt(2)频谱图如图5-14所示。图5-14-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-8解答(3)传输带宽(4)频带利用率64(1)1.444.82NBBkHzkHz641.43/44.8BRBaud HzB-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-9己知滤波器的 具有如图5-15(a)所示的特性(码元速率变化时特性不变),当采用以下码元速率时:1)、2)、3)、4)、问:(1)哪种码元速率不会产生码间串扰?(2)如果滤波器的 改为图5-15(b),重新回答(1)。(a)(b))(H)(HBaudRB500BaudRB1000

    35、BaudRB1500BaudRB2000-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-9解答解:(1)图(a)为理想低通,设 ,所以1000NBHzmax22000BNRBBaud1)、=4(整数),无码间串扰;2)、=2(整数),无码间串扰;3)、(不是整数),有码间串扰;4)、=1(整数),无码间串扰。max/2000/500BBRR max/2000/1000BBRR max/2000/1500BBRR max/2000/2000BBRR(2)图(b)为升余弦型信号,由图可以判断 500NBHz所以 max21000BNRBBaud所以1)2)两种情况下无码间串扰。5

    36、00BRBaud1000BRBaud-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-10 为了传送码元速率 的数字基带信号,试问系统采用图5-16中所画的哪一种传输特性比较好?并简要说明其理由。图5-16BaudRB310-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-10解答解:根据奈奎斯特准则可以证明,(a)(b)和(c)三种传输函数均能满足无码间干扰的要求。下面我们从频带利用率、冲激响应“尾巴”的衰减快慢、实现难易程度等三个方面来分析对比三种传输函数的好坏。(1)频带利用率三种波形的传输速率均为 ,传输函数(a)的 带宽为 其频带利用率传输函数(b)的

    37、带宽为其频带利用率310BRBaud32 10aBHz310000.5/2 10BaaRBaud HzB310bBHz310001/10BbbRBaud HzB-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-10解答传输函数(c)的带宽为其频带利用率显然(2)冲激响应“尾巴”的衰减快慢程度(a)(b)(c)三种传输特性的时域波形分别为310cBHz310001/10BccRBaud HzBabc323()2 10(2 10)ah tSat323()2 10(2 10)bh tSat323()10(10)ch tSat其中(a)和(c)的尾巴以 的速度衰减,而(b)的尾巴以 的

    38、速度衰减,故从时域波形的尾巴衰减速度来看,传输特性(a)和(c)较好。(3)从实现难易程度来看,因为(b)为理想低通特性,物理上不易实现,而(a)和(c)相对较易实现。-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-11 已知某信道的截止频率为100kHz,传输码元持续时间为10s的二元数据流,若传输函数采用滚降因子 的升余弦滤波器,问该二元数据流能否在此信道中传输?75.0-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-11解答100BkHz(1)100NBBkHz1001.75NBkHz5611010 10BRBaud352200 101.75 10NB

    39、BR解:已知信道的截止频率为100kHz,则,由,求得现在,则则该二元数据流在此信道中传输会产生码间干扰。故该二元数据流不在此信道中传输。常数,-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-12设二进制基带系统的传输模型如图5-10所示,现已知试确定该系统最高码元传输速率 及相应码元间隔 。elseH,0),cos1()(000-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-12解答解:传输特性 的波形如图5-17所示。图5-17由上图易知,为升余弦传输特性,由奈奎斯特准则,可求出系统最高的码元速率 ,而 。()H012BRBaud02sT-重庆邮电大学

    40、移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-13 某二进制数字基带系统所传送的是单极性基带信号,且数字信息“1”和“0”的出现概率相等。(1)若数字信息为“1”时,接收滤波器输出信号在抽样判决时刻的值A=1V,且接收滤波器输出的是均值为0,均方根值为0.2V的高斯噪声,试求这时的误码率 ;(2)若要求误码率 不大于 ,试确定A至少应该是多少?510ePeP-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-13解答解:(1)用 和 分别表示数字信息“1”和“0”出现的概率,则 等概时,最佳判决门限 。已知接收滤波器输出噪声均值为0,均方根值 ,误码率(2)根据 ,即 ,求得

    41、 (1)P(0)P1(0)(1)2PP*0.52dAVV0.2nV31e()6.21 1022 2enAPrfc510eP51e()1022 2nArfc8.53nA-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-14 在功率谱密度为 的高斯白噪声下,设计一个对图5-18所示f(t)的匹配滤波器。(1)如何确定最大输出信噪比的时刻;(2)求匹配滤波器的冲激响应和输出波形,并绘出形;(3)求最大输出信噪比的值。图5-182/0n-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-14解答()f ttT0tT0tT1K,02()(),20,TAtTh tf tTAt

    42、Telset 0()()*()()()ty tf th tfh td解:(1)由于信号在因此最到输出信噪比的出现时刻 (2)取 ,则匹配滤波器的冲激响应为 输出波形为,分几种情况讨论时刻结束,-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-14解答a.,b.,c.,d.,e.else,02Tt 20()()ty tAA dA t 2TtT 2222022()()()TTttTTty tA dAA dA d222()()()2222TTTTA tAtA t 2(32)AtT32TtT 222222()()()TTtTTTt Tty tA dAA dA d222()()()222

    43、2TTTTAtTA tA Tt 2(43)ATt322TtT 2()()(2)Tt Ty tA AdA tT()0y t-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-14解答综上所述,有2222,02(32),23()(43),23(2),220,TA ttTAtTtTy tATtTtTA tTTtTelse 和 的波形如图5-19(a)和(b)所示。()h t()y t(3)最大输出信噪比 2max0022oEA Trnn-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-15 在图5-20(a)中,设系统输入 及 ,分别如图5-20(b)所示,试绘图解出 及 的输出波形,并说明 及 是否是 的匹配滤波器。)(ts)(1th)(2th)(1th)(2th)(1th)(2th)(ts图5-20-重庆邮电大学 移动通信技术重点实验室&通信与信息工程学院习题5-15解答解:和 的输出波形 和 分别如图题图5-21(a)、(b)所示。由图5-21可知,因此,和 均为 的匹配滤波器。1()h t2()h t11()()*()osts th t22()()*()osts th t13()()2h tsTt2()()h ts Tt()s t1()h t2()h t图5-21-

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