第10章课后习题精选文档.ppt

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1、第10章课后习题本讲稿第一页，共四十五页解：分析各个传输特性有无码间干扰，由于码元传输速率为RB=103，即频谱的周期为：041031H()2103103-2103-103-4103(a)对于图(a)有：在-103,103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：本讲稿第二页，共四十五页041031H()2103103-2103-103-4103(b)对于图(b)有：在-103,103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：本讲稿第三页，共四十五页对于图(c)有：4103H()2103103-2103-103-4103在-103,103区间内叠加为常数

2、1，所以不存在码间干扰；该系统的频带利用率为：本讲稿第四页，共四十五页本讲稿第五页，共四十五页 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。本讲稿第六页，共四十五页2FSK2FSK信号的解调信号的解调非相干解调非相干解调抽样判决器的判决准则为抽样判决器的判决准则为7-5本讲稿第七页，共四十五页2FSK2FSK非相干解调过程的时间波形非相干解调过程的时间波形本讲稿第八页，共四十五页2FSK2FS

3、K信号的解调信号的解调相干解调相干解调2FSK信号带宽为信号带宽为本讲稿第九页，共四十五页7-7.设载频为1800Hz，码元速率为1200B，发送数字信息为011010：1.若相位偏差代表“1”，试画出这时的2DPSK信号波形；代表“0”、2.又若代表“0”、则这时的2DPSK信号的波形又如何？（注：在画以上波形时，幅度可自行假设。）代表“1”，本讲稿第十页，共四十五页011010018018001800270909027090270解：（1）由已知条件可知：载波频率是码元速率的1.5倍（2）后一码元初相与前一码元初相之差后一码元初相与前一码元初相之差本讲稿第十一页，共四十五页01101001

4、8018001800270909027090270解：（1）由已知条件可知：载波频率是码元速率的1.5倍（2）后一码元初相与前一码元末相之差后一码元初相与前一码元末相之差本讲稿第十二页，共四十五页9-9.采用采用13折线折线A律编码电路，设最小量化间隔为律编码电路，设最小量化间隔为1个单位，已知抽样脉冲值为个单位，已知抽样脉冲值为+635单位：单位：(1)试求此时编码器输出码组，并计算量化误差；试求此时编码器输出码组，并计算量化误差；(2)写出对应于该写出对应于该7位码（不包括极性码）的均匀量化位码（不包括极性码）的均匀量化11位码。（采用自然二进制码。）位码。（采用自然二进制码。）本讲稿第十

5、三页，共四十五页解：（解：（1）极性）极性码为码为正，即正，即C11 A律律PCM各段的起始各段的起始电电平平为为如下：如下：段12345678电平01632641282565121024由于由于51263510245126351024，所以段落确定在第，所以段落确定在第7 7段段即段落即段落码码C C2 2C C3 3C C4 4110110本讲稿第十四页，共四十五页抽抽样样脉冲脉冲值值在段内的位置在段内的位置为为：635512123个量化个量化单单位位由于段内采用均匀量化，第由于段内采用均匀量化，第7段内量化段内量化间间隔隔为为：而而323123324，所以可以确定抽，所以可以确定抽样样脉

6、冲脉冲值值在在段内的位置在第段内的位置在第3段，即段，即C3C2C1C00011所以所以编码编码器器输输出出码组为码组为：C7C6C5C4C3C2C1C011100011量化量化误误差：差：本讲稿第十五页，共四十五页（2）635对应对应的量化的量化值为值为：对应对应的的11位自然二位自然二进进制制码码元元为为：01001110000本讲稿第十六页，共四十五页9-11.采用采用13折线折线A律编码电路，设接收端收到的码组律编码电路，设接收端收到的码组为为“01010011”、最小量化间隔为、最小量化间隔为1个量化单位，并已个量化单位，并已知段内码改用折叠二进制码：知段内码改用折叠二进制码：（1）

7、试问译码器输出为多少量化单位；）试问译码器输出为多少量化单位；（2）写出对应于该）写出对应于该7位码（不包括极性码）的均匀量位码（不包括极性码）的均匀量化化11位自然二进码。位自然二进码。本讲稿第十七页，共四十五页解：解：（1）极性）极性码码C10，可知量化，可知量化值为负值值为负值段落段落码码C2C3C4101，可知抽，可知抽样值样值落在第落在第6段内，段内，其起始其起始电电平平为为256由于段内由于段内码码C5C6C7C80011为为折叠二折叠二进进制制码码，转换为转换为自然二自然二进进制制码为码为：0111-00110100，即段内的位置在第即段内的位置在第4段段所以所以译码译码器器输输

8、出出为为：量化量化单单位位（2）328量化单位对应于量化单位对应于11位自然二进制码为：位自然二进制码为：00101001000本讲稿第十八页，共四十五页9-11、采用13折线A律编码，设最小量化间隔为1个单位，已知抽样脉冲值为-95个单位：试求：(1)、编码器输出的码组（要求写出编码过程）；(2)、译码器输出；(3)、量化误差。本讲稿第十九页，共四十五页解：(1)-95PAM=-950 X1=095在64 128之间为第4大段，X2X3X4=011，起始电平64，段落长64，每小段长64/16=4(95-64)/4=7.75，为第8小段，X5X6X7X8=0111 (7对应的二进制数)X1X

9、2X3X4X5X6X7X8=00110111本讲稿第二十页，共四十五页(2)译码器输出译码器输出-64+(7+0.5)*4=-94(3)量化误差量化误差本讲稿第二十一页，共四十五页9-13.对对10路路带宽带宽均均为为3003400Hz的模的模拟拟信号信号进进行行PCM时时分复用分复用传输传输。抽。抽样样速率速率为为8000Hz，抽，抽样样后后进进行行8级级量化，并量化，并编为编为自然二自然二进进制制码码，码码元波形是元波形是宽宽度度为为的矩形脉冲，且占空比为的矩形脉冲，且占空比为1。试求传输此时分复用。试求传输此时分复用PCM信号所需的理论最小带宽。信号所需的理论最小带宽。解：每路的信息速率

10、解：每路的信息速率为为：RB18000log2824 Kbit/s10路路PCM的信息速率的信息速率为为：RB24 Kbit/s10240 Kbit/s 为为了保了保证证此此时时分复用信号能无分复用信号能无误码误码地地进进行行传输传输，要求系要求系统统的最小的最小带宽为带宽为：B0.5RB120 KHz 本讲稿第二十二页，共四十五页9-14.单单路路话话音信号的最高音信号的最高频频率率为为4kHz，抽，抽样样速率速率为为8kHz，以，以PCM方式方式传输传输。设传输设传输信号的波形信号的波形为为矩形矩形脉冲，其脉冲，其宽宽度度为为，且占空比为且占空比为1：1.抽抽样样后信号按后信号按8级级量化

11、，求量化，求PCM基基带带信号第一零点信号第一零点频宽频宽；2.若抽若抽样样后信号按后信号按128级级量化，量化，PCM二二进进制基制基带带信号第一信号第一3.零点零点频宽频宽又又为为多少？多少？解：解：（1）抽）抽样样后的信息速率后的信息速率为为：RB8KHzlog2824 Kbit/s 即第一零点即第一零点频宽为频宽为：B1RB24 KHz（2）若抽）若抽样样后按后按128级级量化，此量化，此时时的信息速率的信息速率为为：RB8KHzlog212856 Kbit/s 即第一零点即第一零点频宽为频宽为：B1RB56 KHz本讲稿第二十三页，共四十五页10-9.在功率谱密度为在功率谱密度为n0

12、/2的高斯白噪声下，设计一个的高斯白噪声下，设计一个对图对图P10-1所示所示f(t)的匹配滤波器：的匹配滤波器：1.如何确定最大输出信噪比的时刻？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，并绘出图形；求匹配滤波器的冲激响应和输出波形，并绘出图形；3.求最大输出信噪比的值。求最大输出信噪比的值。f(t)A-A0T/2Tt图P8-1本讲稿第二十四页，共四十五页解：（解：（1）为为了使匹配了使匹配滤滤波器是可波器是可实现实现的，因此的，因此要求最大要求最大输输出信噪比出信噪比时时刻刻应该应该在在T以后，一般情以后，一般情况取况取T时时刻，即最大刻，即最大输输出信噪比出信噪

13、比时时刻刻t0在在T处处 （2）匹配）匹配滤滤波器的冲激响波器的冲激响应为应为：，其波形如，其波形如图图a 输输出波形如出波形如图图b：匹配滤波器输出为：匹配滤波器输出为：本讲稿第二十五页，共四十五页T图ah(t)A-A0T/2y(t)A2T0T/2t图b3T/2-A2T/2（3）输输出最大信噪比出最大信噪比为为：本讲稿第二十六页，共四十五页10-10.在图在图P8-2(a)中，设系统输入中，设系统输入s(t)及及h1(t)、h2(t)分分别如图别如图P8-2(b)所示，试绘图解出所示，试绘图解出h1(t)及及h2(t)的输出的输出波形，并说明波形，并说明h1(t)及及h2(t)是否是是否是s

14、(t)的匹配滤波器。的匹配滤波器。h1(t)h2(t)s(t)(a)s(t)0T/2TtAh1(t)0T/2TtAh2(t)0T/2TtA(b)图P8-2本讲稿第二十七页，共四十五页y1(t)0T/2TtA2T/2图ay2(t)0T/2TtA2T/2图b解：波形如图a：波形如图b：本讲稿第二十八页，共四十五页10-11.设到达接收机输入端的二进制信号码元设到达接收机输入端的二进制信号码元s1(t)及及s2(t)的波形如图的波形如图P10-3所示，输入高斯噪声功率谱密度所示，输入高斯噪声功率谱密度为为n0/2(W/Hz)：(1)画出匹配滤波器形式的最佳接收机结构；画出匹配滤波器形式的最佳接收机结

15、构；(2)确定匹配滤波器的单位冲激响应及可能的输出波形；确定匹配滤波器的单位冲激响应及可能的输出波形；(3)求系统的误码率。求系统的误码率。s1(t)0T/2TtA0s2(t)0T/2TtA0图P10-3本讲稿第二十九页，共四十五页解：（解：（1）最佳接收机）最佳接收机结结构如下：构如下：（2）由于）由于h1(t)和和h2(t)分分别别是是s1(t)和和s2(t)的匹配的匹配滤滤波器，波器，所以有：所以有：h1(t)s1(T-t)h2(t)s2(T-t)它它们们的波形分的波形分别别如下：如下：h1(t)0T/2TtA0h2(t)0T/2TtA0本讲稿第三十页，共四十五页匹配匹配滤滤波器可能波器

16、可能输输出的波形有四个，分出的波形有四个，分别别如下：如下：本讲稿第三十一页，共四十五页（3）信号能量：）信号能量：所以有：所以有：本讲稿第三十二页，共四十五页设基带信号的最高频率为，则AM信号带宽为SSB信号带宽为，DSB信号带宽为。均匀量化器适用于动态范围的信号。非均匀量化器可以改善信号的量化信噪比，适用于动态范围的信号。已知模拟信号，对它进行增量调制（M）,量阶为，采样间隔为，k为常数，则要求系统不产生过载量化噪声，对信号幅度A的要求条件是。本讲稿第三十三页，共四十五页1、采用13折线A律编码，设最小量化间隔为1个单位，已知抽样脉冲值为-95个单位：试求：(1)、编码器输出的码组（要求写

17、出编码过程）；(2)、译码器输出；(3)、量化误差。2、若数字消息序列为11011100010，试画出二进制ASK，FSK，PSK和DPSK信号的波形图。、编写出的码。本讲稿第三十四页，共四十五页1、采用13折线A律编码，设最小量化间隔为1个单位，已知抽样脉冲值为-95个单位：试求：(1)、编码器输出的码组（要求写出编码过程）；(2)、译码器输出；(3)、量化误差。本讲稿第三十五页，共四十五页解：(1)-95PAM=-950 X1=095在64 128之间为第4大段，X2X3X4=011，起始电平64，段落长64，每小段长64/16=4(95-64)/4=7.75，为第8小段，X5X6X7X8

18、=0111 (7对应的二进制数)X1X2X3X4X5X6X7X8=00110111本讲稿第三十六页，共四十五页(2)译码器输出译码器输出-64+(7+0.5)*4=-94(3)量化误差量化误差本讲稿第三十七页，共四十五页2、若数字消息序列为11011100010，试画出二进制ASK，FSK，PSK和DPSK信号的波形图。本讲稿第三十八页，共四十五页11011100010解：ASKFSKPSKDPSK2、若数字消息序列为11011100010，试画出二进制ASK，FSK，PSK和DPSK信号的波形图。本讲稿第三十九页，共四十五页、编写出的码。0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

19、 0 0+B 0 0+V -B 0 0-V +B 0 0+V -B 0 0-V本讲稿第四十页，共四十五页5-12.设某数字基带传输的传输特性H（）如下图所示。其中为某个常数（01）：1）试检验该系统能否实现无码间干扰传输？2）试求该系统的最大码元传输速率为多少？这时的系统频带利用率为多大？H（）10.5-00000解：1）由作图法可知，该系统在（-0，0）内H（）叠加为一个值，即当传输速率RB=0/时，该系统能实现无码间干扰传输。本讲稿第四十一页，共四十五页2）该系统的最大码元传输速率为：RB=0/=2f0；此系统占用信道带宽为B=（0+0)/2=(1+)f0,系统的频带利用率为RB/B=2/

20、(1+)B/Hz本讲稿第四十二页，共四十五页1 1、已知二进制数字信号每个码元占有的时间为、已知二进制数字信号每个码元占有的时间为1ms1ms，0 0、1 1码等码等概率出现，则码元速率为概率出现，则码元速率为_，信息速率为，信息速率为_。2 2、平稳随机过程的可以用、平稳随机过程的可以用“_平均平均”来代替来代替“统计平均统计平均”。3 3、通信系统按信道中传输的信号不同可以分为、通信系统按信道中传输的信号不同可以分为_通信系通信系统和统和_通信系统。通信系统。4 4、高斯过程的、高斯过程的n n维分布完全可以由它的维分布完全可以由它的_、_及及_决定。决定。5 5、在数字通信系统中，其重要

21、的质量指标、在数字通信系统中，其重要的质量指标“有效性有效性”和和“可靠性可靠性”分分别对应别对应_和和_。6 6、包络检波器因其解调时的非线性性而存在、包络检波器因其解调时的非线性性而存在 效应。为克效应。为克服之，要求在检波器输入端满足服之，要求在检波器输入端满足 条件。条件。7 7、一个均值为零平稳高斯窄带噪声，它的包络一维分布服从、一个均值为零平稳高斯窄带噪声，它的包络一维分布服从_ _，如，如果再加上正弦波后包络一维分布服从果再加上正弦波后包络一维分布服从_。8 8、在相干解调时，、在相干解调时，DSBDSB系统的制度增益系统的制度增益G=_G=_，SSBSSB系统系统G G AMA

22、M在单音频调制时在单音频调制时G=_G=_。本讲稿第四十三页，共四十五页1 1、已知二进制数字信号每个码元占有的时间为、已知二进制数字信号每个码元占有的时间为1ms1ms，0 0、1 1码等码等概率出现，则码元速率为概率出现，则码元速率为1000B1000B，信息速率为，信息速率为1000bit/s1000bit/s。2 2、平稳随机过程的可以用、平稳随机过程的可以用“时间时间平均平均”来代替来代替“统计平均统计平均”。3 3、通信系统按信道中传输的信号不同可以分为、通信系统按信道中传输的信号不同可以分为模拟模拟通信系通信系统和统和数字数字通信系统。通信系统。4 4、高斯过程的、高斯过程的n

23、n维分布完全可以由它的维分布完全可以由它的数学期望、方差数学期望、方差及及相关函数相关函数决定。决定。5 5、在数字通信系统中，其重要的质量指标、在数字通信系统中，其重要的质量指标“有效性有效性”和和“可靠性可靠性”分分别对应别对应传输速率传输速率和和差错率差错率。6 6、包络检波器因其解调时的非线性性而存在、包络检波器因其解调时的非线性性而存在门限门限效应。为克服之，要求效应。为克服之，要求在检波器输入端满足在检波器输入端满足大信噪比大信噪比条件。条件。7 7、一个均值为零平稳高斯窄带噪声，它的包络一维分布服从、一个均值为零平稳高斯窄带噪声，它的包络一维分布服从瑞利分布瑞利分布，如果再加上正弦波后包络一维分布服从如果再加上正弦波后包络一维分布服从莱斯分布莱斯分布。8 8、在相干解调时，、在相干解调时，DSBDSB系统的制度增益系统的制度增益G=G=2 2，SSBSSB系统系统G G1 1 AMAM在单音频调制时在单音频调制时G=G=2/32/3。本讲稿第四十四页，共四十五页已知：A律13折线编码器的过载电压为4.096V,1、最小量化单位；2、若PAM值为-1.8V,则PCM码和译码后的PAM值各是多少？思考本讲稿第四十五页，共四十五页