第10章课后习题

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,5-13.,为了传送码元速率,R,B,=10,3,(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。,0,410,3,1,H(),图,P5-9,210,3,10,3,-210,3,-10,3,-410,3,(b),(a),(c),0.5,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,=10,3,，即频谱的周期为：,0,410,3,1,H(),210,3,10,3,-210,3,-10,3,-410,3,(a),对于图,(a),有：,在,-10,3,10,3,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：,0,410,3,1,H(),210,3,10,3,-,210,3,-10,3,-410,3,(b),对于图,(b),有：,在,-10,3,10,3,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：,对于图,(c),有：,410,3,H(),210,3,10,3,-210,3,-,10,3,-410,3,在,-10,3,10,3,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：,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。,2FSK,信号的解调,非相干解调,抽样判决器的判决准则为,7-5,2FSK,非相干解调过程的时间波形,2FSK,信号的解调,相干解调,2FSK,信号带宽为,7-7.,设载频为,1800Hz,，码元速率为,1200B,，发送数字信,息为,011010,：,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”,，,0 1 1 0 1 0,0,180,180,0,180,0,270,90,90,270,90,270,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,0 1 1 0 1 0,0,180,180,0,180,0,270,90,90,270,90,270,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,9-9.,采用,13,折线,A,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,+635,单位：,(1),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,7,位码（不包括极性码）的均匀量化,11,位码。（采用自然二进制码。）,解：（,1,）极性码为正，即,C1,1,A,律,PCM,各段的起始电平为如下：,段,1,2,3,4,5,6,7,8,电 平,0,16,32,64,128,256,512,1024,由于,5126351024,，所以段落确定在第,7,段,即段落码,C,2,C,3,C,4,110,抽样脉冲值在段内的位置为：,635,512,123,个量化单位,由于段内采用均匀量化，第,7,段内量化间隔为：,而,323123324,，所以可以确定抽样脉冲值在,段内的位置在第,3,段，即,C,3,C,2,C,1,C,0,0011,所以编码器输出码组为：,C,7,C,6,C,5,C,4,C,3,C,2,C,1,C,0,11100011,量化误差：,（,2,）,635,对应的量化值为：,对应的,11,位自然二进制码元为：,01001110000,9-11.,采用,13,折线,A,律编码电路，设接收端收到的码组,为“,01010011”,、最小量化间隔为,1,个量化单位，并已,知段内码改用折叠二进制码：,（,1,）试问译码器输出为多少量化单位；,（,2,）写出对应于该,7,位码（不包括极性码）的均匀量,化,11,位自然二进码。,解：,（,1,）极性码,C,1,0,，可知量化值为负值,段落码,C,2,C,3,C,4,101,，可知抽样值落在第,6,段内，,其起始电平为,256,由于段内码,C,5,C,6,C,7,C,8,0011,为折叠二进制码，,转换为自然二进制码为：,0111-0011,0100,，,即段内的位置在第,4,段,所以译码器输出为：,量化单位,（,2,）,328,量化单位对应于,11,位自然二进制码为：,00101001000,9-11,、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。,解：,(1)-95,PAM=-950 X,1,=0,95,在,64 128,之间为第,4,大段，,X,2,X,3,X,4,=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，,X,5,X,6,X,7,X,8,=0111 (7,对应的二进制数,),X1X2X3X4X5X6X7X8=00110111,(2),译码器输出,-64+(7+0.5)*4=-94,(3),量化误差,9-13.,对,10,路带宽均为,300,3400Hz,的模拟信号进行,PCM,时分复用传输。抽样速率为,8000Hz,，抽样后进,行,8,级量化，并编为自然二进制码，码元波形是宽度,为,的矩形脉冲，且占空比为,1,。试求传输此时分复用,PCM,信号所需的理论最小带宽。,解：每路的信息速率为：,R,B1,8000log,2,8,24 Kbit/s,10,路,PCM,的信息速率为：,R,B,24 Kbit/s10,240 Kbit/s,为了保证此时分复用信号能无误码地进行传输，,要求系统的最小带宽为：,B,0.5R,B,120 KHz,9-14.,单路话音信号的最高频率为,4kHz,，抽样速率为,8kHz,，以,PCM,方式传输。设传输信号的波形为矩形,脉冲，其宽度为,，,且占空比为,1,：,抽样后信号按,8,级量化，求,PCM,基带信号第一零点频宽；,若抽样后信号按,128,级量化，,PCM,二进制基带信号第一,零点频宽又为多少？,解：,（,1,）抽样后的信息速率为：,R,B,8KHzlog,2,8,24 Kbit/s,即第一零点频宽为：,B,1,R,B,24 KHz,（,2,）若抽样后按,128,级量化，此时的信息速率为：,R,B,8KHzlog,2,128,56 Kbit/s,即第一零点频宽为：,B,1,R,B,56 KHz,10-9.,在功率谱密度为,n0/2,的高斯白噪声下，设计一个,对图,P10-1,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，并绘出图形；,3.,求最大输出信噪比的值。,f(t),A,-A,0,T/2,T,t,图,P8-1,解：（,1,）为了使匹配滤波器是可实现的，因此,要求最大输出信噪比时刻应该在,T,以后，一般情,况取,T,时刻，即最大输出信噪比时刻,t,0,在,T,处,（,2,）匹配滤波器的冲激响应为：,，其波形如图,a,输出波形如图,b,：,匹配滤波器输出为：,T,图,a,h(t),A,-A,0,T/2,y(t),A,2,T,0,T/2,t,图,b,3T/2,-A,2,T/2,（,3,）输出最大信噪比为：,10-10.,在图,P8-2(a),中，设系统输入,s(t),及,h1(t),、,h2(t),分,别如图,P8-2(b),所示，试绘图解出,h1(t),及,h2(t),的输出,波形，并说明,h1(t),及,h2(t),是否是,s(t),的匹配滤波器。,h,1,(t),h,2,(t),s(t),(a),s(t),0,T/2,T,t,A,h,1,(t),0,T/2,T,t,A,h,2,(t),0,T/2,T,t,A,(b),图,P8-2,y,1,(t),0,T/2,T,t,A,2,T/2,图,a,y,2,(t),0,T/2,T,t,A,2,T/2,图,b,解：,波形如图,a,：,波形如图,b,：,10-11.,设到达接收机输入端的二进制信号码元,s1(t),及,s2(t),的波形如图,P10-3,所示，输入高斯噪声功率谱密度,为,n0/2(W/Hz),：,(1),画出匹配滤波器形式的最佳接收机结构；,(2),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。,s,1,(t),0,T/2,T,t,A,0,s,2,(t),0,T/2,T,t,A,0,图,P10-3,解：（,1,）最佳接收机结构如下：,（,2,）由于,h,1,(t),和,h,2,(t),分别是,s,1,(t),和,s,2,(t),的匹配滤波器，,所以有：,h,1,(t),s,1,(T-t)h,2,(t),s,2,(T-t),它们的波形分别如下：,h,1,(t),0,T/2,T,t,A,0,h,2,(t),0,T/2,T,t,A,0,匹配滤波器可能输出的波形有四个，分别如下：,（,3,）信号能量：,所以有：,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,。,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。,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,。,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。,解：,(1)-95,PAM=-950 X,1,=0,95,在,64 128,之间为第,4,大段，,X,2,X,3,X,4,=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，,X,5,X,6,X,7,X,8,=0111 (7,对应的二进制数,),X1X2X3X4X5X6X7X8=00110111,(2),译码器输出,-64+(7+0.5)*4=-94,(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。,1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0,解：,ASK,FSK,PSK,DPSK,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,。,0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,+B 0 0+V -B 0 0-V +B 0 0+V -B 0 0-V,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,（,）,1,0.5,-,0,0 ,0,0,0,解：,1,）由作图法可知，该系统