哈工程通信原理习题课(第五章)ppt课件.ppt
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1、1.1.巩固对所学知识的掌握,加强对所学知识的理解巩固对所学知识的掌握,加强对所学知识的理解2.2.习题课讲的一般是考点和难点习题课讲的一般是考点和难点3.3.主要讲主要讲4 4,5 5,6 6章课后习题,章课后习题,1 1,2 2章课后习题比较简单章课后习题比较简单4.4.最好把课后习题先做一做最好把课后习题先做一做关于习题课关于习题课5.1 5.1 设二进制符号序列为设二进制符号序列为110010001110110010001110,试以矩形脉冲为例,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
2、零码波形,二进制差分码波形及八电平码波形。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。习题课一习题课一(基带数字信号的表示和传输)(基带数字信号的表示和传输)5.2 5.2 设二进制随机脉冲序列由设二进制随机脉冲序列由 和和 组成,组成, 出现的概率为出现的概率为P P , 出现的概率为(出现的概率为(1-P1-P)。试证明:)。试证明:如果如果 且且 ,则脉冲序列将无离散谱。则脉冲序列将无离散谱。)(1tg)(2tg)(1tg)(2tg)()()(1121无关与tktgtgP10k解答:基带信号的功率谱分为稳态波功率谱和交变波功率谱解答:基带信号的功率谱分为稳态波功率谱和交变波功
3、率谱 两部分。其中只有稳态波功率谱有离散谱分量。由稳态波功两部分。其中只有稳态波功率谱有离散谱分量。由稳态波功率谱密度公式:率谱密度公式:将将 带入上式整理得:带入上式整理得:2()() (1)()()122()( )112()( )22PfPGmfP Gmffmfsssvsmjmf tsGmfgt edtsjmf tsGmfgt edts其中:P222121211()() (1)()()12( )( )1111( )( )2( )()( )()12()( )( )()( )1111( )()22() 0ssmvPfGmfGmffmfvssssgtgtmgtgtgt Gmfgt Gmfssff
4、mfgtgtGmfgtPPsgtPGmfPsP因为代入上式得所以脉冲序列没有离散谱分量。所以脉冲序列没有离散谱分量。5.3 5.3 设随机二进制序列中设随机二进制序列中0 0和和1 1分别由分别由 和和 组成,它们组成,它们的出现概率分别为的出现概率分别为 及及 :(1 1)求其功率谱密度及功率;)求其功率谱密度及功率;(2 2)若)若 为如图为如图P5-2P5-2(a a)所示波形,)所示波形, 为码元宽度,问该为码元宽度,问该序列存在离散分量序列存在离散分量 ,否?,否?(3 3)若)若 改为图改为图P5-2P5-2(b b),回答题(),回答题(2 2)所问。)所问。( )g t( )g
5、 tP(1)P( )g tsT( )g t1/ssfT图P5-2(a)图P5-2(b)解答解答: :(1)(1)由随机基带序列的功率谱密度公式:由随机基带序列的功率谱密度公式:由由 得:得:( )( )( )22(1)( )( )() (1)()()1212PPPsuvf PP G fGffPG mfP G mffmfsssssm 22( )( )( )( )122( )( )1()()12jftjftGfg t edtGfg t edtjftg t edtGfG mfG mfss同理:12( )( ),( )( )g tg tg tg t得到双极性波形序列功率谱密度:得到双极性波形序列功率谱
6、密度:功率为:功率为:(2)(2)由图由图P5-2(a)P5-2(a)所示,所示,222211( )4(1)( )(1 2 )()()sssssmPf PP G ffPG mffmf222211222211( )4(1)( )(1 2 )()()4(1)( )(1 2 )()sssssmsssmSPff PPGfdffPG mffmf dff PPGfdffPG mf1( )20sTtg t 其 它带入问带入问(1)(1)中得:中得:因此:因此:所以该二进制序列不存在离散分量所以该二进制序列不存在离散分量 。(3)(3)由土由土P5-2(b)P5-2(b)得:得:带入问带入问(1)(1)中得:
7、中得:因此:因此:1sin()()sssT fGfTT f1sin()()0sssssTmfG mfTT f1/ssfT1( )40sTtg t 其它1sin(/2)( )2/2sssTT fG fT f1sin(/2)()02/2ssssssTT mfG mfT mf所以该二进制序列中存在离散分量所以该二进制序列中存在离散分量 。1/ssfT5.4 5.4 设某二进制数字基带信号的基本脉冲为三角形脉冲,设某二进制数字基带信号的基本脉冲为三角形脉冲,如图如图P5-3P5-3所示。图中所示。图中TsTs为码元间隔,数字信息为码元间隔,数字信息“1”1”和和“0”0”分别用分别用g(tg(t) )
8、的有无表示,且的有无表示,且“1”1”和和“0”0”出现的概率相等:出现的概率相等:(1)(1)求该数字基带信号的功率谱密度求该数字基带信号的功率谱密度 ;(2)(2)能否从该数字基带信号中提取码元同步所需的频率的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。分量?若能,试计算该分量的功率。图P5-3解答:解答:(1)(1)由图由图P5-3P5-3可以得到可以得到: :又又 ,而且,而且带入二进制基带信号功率谱密度公式:带入二进制基带信号功率谱密度公式:2(1)2( )0ssTAttTg t其他2()()22sasATG fSfT1(0)(1)2PPP1212(
9、 )( ),( )0()(),()0g tg tgtGfG fGf( )( )( )22(1)( )( )() (1)()()121222(1)( )()()PPPsuvf PP GfGffPG mfP Gmffmfsssssmf PP G ffPG mffmfssssm 24422 24()()()44222()() ()162162saamfA TfTfssssSG mffmfassmA TfTAmsSSfmfs(2)(2)由由(1)(1)的结果,该基带信号的离散谱的结果,该基带信号的离散谱 为:为:当当 时,即时,即 ,有,有可见,该二进制基带信号中存在可见,该二进制基带信号中存在 离散
10、分量,故可以提离散分量,故可以提取码元同步所需的频率取码元同步所需的频率 的分量。的分量。( )vP24()() ()162vamAmPSfmfs1m sff 2244( )() ()() ()162162vaaAAPSffSffss1/ssfT1/ssfT该频率分量的功率为:该频率分量的功率为:22222444442( )( )( )162162vaaAAAAAPSS5.5 5.5 设某二进制数字基带信号中,数字信息设某二进制数字基带信号中,数字信息“1”1”和和“0”0”分别由分别由 及及 表示,且表示,且“1”1”与与“0”0”出现的概率相出现的概率相等,等, 是升余弦频谱脉冲,即是升余
11、弦频谱脉冲,即(1)(1)写出该数字基带信号的功率谱密度表示式,并画出功写出该数字基带信号的功率谱密度表示式,并画出功率谱密度图;率谱密度图;(2)(2)从该数字基带信号中能否直接提取频率从该数字基带信号中能否直接提取频率 的分的分量;量;(3)(3)若码元间隔若码元间隔 ,试求该数字基带信号的传码率,试求该数字基带信号的传码率及频带宽度。及频带宽度。22cos()1( )()421sasstTtg ttTTS1/ssfT310 ( )sTs( )g t( )g t( )g t解答解答:(1):(1)由由g(tg(t) )得到得到G(fG(f):):将等概条件将等概条件 ,及上式带入二进制基带
12、,及上式带入二进制基带信号功率谱密度公式:信号功率谱密度公式:计算整理得:计算整理得:1(1cos)4( )0sssTfTfTG f其他1(0)(1)2PPP( )( )( )22(1)( )( )() (1)()()1212PPPsuvf PP G fGffPG mfP G mffmfsssssm 2211 cos16( )( )0sssssTfTfTPf G f其他功率谱密度如下图所示。功率谱密度如下图所示。(2)(2):不:不可以直接提取频率可以直接提取频率 的位定时分量。的位定时分量。(3)(3):由无码间干扰传输条件得到,若码元间隔为:由无码间干扰传输条件得到,若码元间隔为 ,无,无
13、误码传输的速率为误码传输的速率为 。 由奈奎斯特第一准则知,当基带传输特性为理想低通由奈奎斯特第一准则知,当基带传输特性为理想低通时,时,2W2W波特信号所需带宽为波特信号所需带宽为W HzW Hz。但是本题中给出的是升。但是本题中给出的是升余弦频谱脉冲,因此频带利用率降低一倍,频带宽度余弦频谱脉冲,因此频带利用率降低一倍,频带宽度1000Hz1000Hz。1/ssfTsT1/1000BsRTB5.6 5.6 设某双极性数字基带信号的基本脉冲波形如图设某双极性数字基带信号的基本脉冲波形如图P5-4P5-4所所示。它是高度为示。它是高度为1 1,宽度,宽度 的矩形脉冲。且已知数的矩形脉冲。且已知
14、数字信息字信息“1”1”的出现概率为的出现概率为3/43/4,“0”0”出现的概率为出现的概率为1/41/4:(1)(1)写出该双极性信号的功率谱密度表示式;写出该双极性信号的功率谱密度表示式;(2)(2)由该双极性信号中能否直接提取频率为由该双极性信号中能否直接提取频率为 的的分量?若能,试计算该分量的功率。分量?若能,试计算该分量的功率。/3sT1/ssfT图P5-4解答解答:(1)(1)由由 得到得到 :将将 及及 代入代入 表达式中,可得:表达式中,可得:(2)(2)当当 时,上式中的离散谱时,上式中的离散谱所以能提取频率为所以能提取频率为 的分量。功率为的分量。功率为 。 ( )g
15、f( )G f()()33ssaTT fG fS1/ 4P ( )G f( )sP f22( )()()123363sssaasmTfTmPSSfmf1m 23()()036316assmmSfmfff1/ssfT38S5.7 5.7 已知信息代码已知信息代码100000000011100000000011,求相应的,求相应的AMIAMI码,码,HDB3HDB3码及双相码,并画出相应的波形。码及双相码,并画出相应的波形。信息代码信息代码 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1AMIAMI码码 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1
16、+1 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 +1 HDB3HDB3码码 +1 0 0 0 +V B 0 0 -V 0 +1 -1+1 0 0 0 +V B 0 0 -V 0 +1 -1双相码双相码 10 01 10 01 0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101 10 10 1010波形图略。波形图略。5.8 5.8 已知信息代码为已知信息代码为10100000110000111010000011000011,试确定相应的,试确定相应的AMIAMI码及码及HDB3HDB3码,并分别画出它们的波形图。码,并分别画出它们的波形图。信息代码信息代码 1
17、 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 11 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1AMIAMI码码 +1 0 -1 0 0 0 0 0 +1 -1 0 0 0 0 +1 -1 +1 0 -1 0 0 0 0 0 +1 -1 0 0 0 0 +1 -1 HDB3HDB3码码 +1 0 -1 0 0 0 -V 0 +1 -1 +B 0 0 +V -1 +1+1 0 -1 0 0 0 -V 0 +1 -1 +B 0 0 +V -1 +1波形图略。波形图略。5.9 5.9 某基带传输系统接收滤波器输出信号的基本脉冲为如某基带传输系统接收滤波器输出信号的基本脉冲为
18、如图图P5-5P5-5所示的三角形脉冲:所示的三角形脉冲:(1)(1)求该基带传输系统的传输函数求该基带传输系统的传输函数 ;(2)(2)假设信道的传输函数假设信道的传输函数 ,发送滤波器和接收滤,发送滤波器和接收滤波器具有相同的传输函数,即波器具有相同的传输函数,即 ,试求这,试求这时时 或或 的表示式。的表示式。图P5-5( )H()1C( )( )TRGG( )TG( )RG基带系统基带系统( )()nsnd tatnT( )()( )1( )( ) ( )( )2nRsRnj tRTRr ta g tnTn ttGCGed其中g接收滤波器输出信号接收滤波器输出信号发送信号发送信号解答解
19、答:(1)(1)由图由图P5-5P5-5可得:可得:因为因为 的傅里叶变换为的傅里叶变换为 所以系统的传递函数为:所以系统的传递函数为:2(1)2( )0ssTttTg t其他( )()2sTh tg t( )g t2( )()24ssaTTGS222( )( )()24ssTTjjssaTTHGeSe02202222220000222000222( )(1)(1)(1)2224 cos2cos()2cossssssssssssTTj tj tj tTTsssTTTTttj tj tj tj tssTTTj tj tsttGt edtedtedtTTTttedtedtedtedtTTttttd
20、teedttdtT 202022222224sin sinsin220241sinsincos12222sin4841cossin()24224()4ssTsTssssssssssssssasssdtTTTtttdtTTTTTTTTTTTTSTTT( )g t 的傅里叶变换推导:的傅里叶变换推导:(2)(2)基带系统的传输函数基带系统的传输函数 由发送滤波器由发送滤波器 、信道、信道 和和接收滤波器接收滤波器 三部分组成,即三部分组成,即( )H( )TG( )C( )RG( )( ) ( )( )TRHGCG( )1,( )( )1RTCGG22( )( )( )( )( )TRRTHGGG
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- 工程 通信 原理 习题 第五 ppt 课件
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