通信原理第七章习题解答.pdf

习 题 7-1.已知单 边带信号 为 () ()cos ()sinc cst mt t mt t = + ， 试证明 不能用平 方变换法 提取载波同步信 号。 解： () ()cos ()sinc cst mt t mt t = + ()cos ()crt t t= +其中， 22() () ()rt mt mt= + ， ()() arctan()mtt mt= 2 2 22() () ()cos ()1()1cos2 ()2 c c et st rt t trt t t= = += + + 窄带滤 波后得： () cos2 ()cet t t= +因为 ()t与 () ()mt mt、 有关， 因此载波 相位不确 定，所以 不能用平 方变换法 提取载波 。 7-2.已知单边带信号的表示式为 () ()cos ()sinSB c cs t mt t mt t= + ，若采用与抑制载波双边带信号 导频插入 完全相同 的方法 ， 试证明 接收端可 以正确解 调 ； 若发送 端插入的 导频是调制载 波，试证 明解调输 出中也含 有直流分 量。 解： (1)在发送 端： 图 7-2-9（ a）中的 DSB信号换 成 SB信号， 有() ()() ()coscos sin cosSB c c c c st s t a tmt t mt t a t= = + 在接收 端：如图 7-2-9（ a）() () () ()() ()( ) () () () 2 2 sin cos sin cossin1 1 1sin2 1cos2 sin22 2 2 1 1 1 1sin2 cos2 sin22 2 2 2 c c c c c c c c c c c vt ast t mt t mt t a ta tamt t amt t a t amt amt t amt t a t = = + = + = + 经过低 通滤波器 后输出为 ()2amt,再 经 900移相后即可得到正确的解调信 号 m (t)。 图 7-2-9导频插 入和提取 方框图 (2)若插人 导频为调 制载波， 即不经过 2移相时 ，在发送 端：() ()() ()sincos sin sinSB cc c cst s t a tmt t mt t a t= + = + + 在接收 端： () () () ()() ()( ) ( )() () ()2 2 sin cos sin sin sin1 1 1sin2 1cos2 1cos22 2 2 1 1 1 1sin2 cos22 2 2 2 c c c c c c c c c c vt ast t mt t mt t a ta tamt t amt t a t a amt amt t amt a t = = + + = + + = + + + 经低通 滤波器后 输出 () 21 12 2amt a+ ，故解 调器输出 中含有直 流分量。7-3.如 果用 Q为 510的 石英 晶体 滤波 器作 为窄 带滤 波器 提取 同步 载波 ，设 同步 载波 频率 为10MHz，求石 英晶体滤 波器谐振 频率为 9999.95KHz时的稳 态相位差 v。解 ： 石英晶 体滤波器 作为窄带 滤波器提 取同步载 波时 ， 由于石 英晶体滤 波器谐振 频率与载 波频率不 相等时， 使提取的 同步载波 信号产生 一个稳态 相位误差 v，由于tan v= 0 02 2 2cQ Qf Qff f = 当 010, 9999.95cf MHZf KHZ= = 时， 50f HZ=这时有 tan v= 5602 2105011010Qff = = 045v=7-4.正交双 边带调制 的原理方 框图如题 7.4图所示 ，试讨论 载波相位 误差 对该系 统有什么影响 。 题 7.4图解：调 制输出 1 1 2 2() cos cos cos sinc cst A t t A t t = + ()st经相乘 后输出同 相分量， 输出为（ 低通前） 1 1 1 2 2coscoscos( ) cossin cos( )c c c cQA t t t A t t t = + + + 低通滤 波输出 1Q1 21 1 2coscos cossin2 2A AQ t t = ()st经相乘 后输出正 交同相分 量，输出 为 2 1 1 2 2cos cos sin( ) cos sin sin( )c c c cQA t t t A t t t = + + + 低通滤 波输出 2Q1 22 1 2cossin coscos2 2A AQ t t = 可见，由于载波相位误差 的影响，在接收端会引起 1 2、 两信号的相互串扰，使信号畸 变。 7-5.设有题 7.5图所示 的基带信 号 ， 它经过 一带限滤 波器后会 变为带限 信号 ， 试画出 从带限基带信 号中提取 位同步信 号的原理 方框图和 各点波形 。 题 7.5图解 ： 从带限 基带信号 中提取位 同步信号 的原理方 框图如 图 7.5()a所示 ， 各点波 形如 图 7.5()b所示。 ()a ()b图 7.5 7-6.若七位 巴克码组 的前后为 全 “ 1” 序列加 于如题 7.6图所示 的码元输 入端，且 各移存器的初始 状态均为 零，假定 判决电平 门限为 +6，试画 出识别器 的输出波 形。解 ： 设加入 巴克码移 位寄存器 识别器的 码为 111111111100101111111 1t、 2t、 3t、 、 nt分别对应 1、 2、 3、 、 n个码元 时间，移 位寄存器 状态见表 7.6，分析： 巴克码 识别器中 ，当输入 数据的 “ 1” 存入移 位寄存器 时 ， “ 1” 端的输 出电平为 1， “ 0” 端的输 出电平为 1；反之 ，当输入 数据的 “ 0” 存入移 位寄存器 时 ， “ 1” 端的输 出电平为 1， “ 0” 端的输 出电平为 1。 各移位 寄存器输 出端的接 法和巴克 码识别器 的规律一 致 。识别器 的相加输 出波形及 判决器输 出波形如 图 7.6所示。 表 7.6 时间 移位寄 存器编号 输出1 2 3 4 5 6 7 1t -1 1 1 1 -1 -1 -1 3 2t -1 1 1 1 -1 -1 -1 1 3t -1 1 -1 1 -1 -1 -1 3 4t -1 1 -1 -1 -1 -1 -1 5 5t -1 1 -1 -1 1 -1 -1 3 6t -1 1 -1 -1 1 1 1 1 7t -1 1 -1 -1 1 1 1 1 8t -1 1 -1 -1 1 1 1 1 9t -1 1 -1 -1 1 1 1 1 10t -1 1 -1 -1 1 1 1 1 1t -1 1 -1 -1 1 1 1 1 12t 1 1 -1 -1 1 1 1 3 13t 1 1 1 -1 1 1 1 1 14t -1 1 1 1 1 1 1 1 15t 1 1 1 1 1 1 1 7 16t -1 1 -1 1 1 1 1 -1 17t -1 1 1 -1 1 1 1 -1 18t -1 1 -1 1 1 1 1 -1 19t -1 1 -1 -1 1 1 1 3 20t -1 1 -1 -1 1 1 1 -1 21t 1 1 -1 -1 1 1 1 -1 2t 1 1 1 -1 1 1 1 1 题 7.67-7.若七位 巴克码组 的前后为 全 “ 0” 序列加 于如题 7.6图所示 的码元输 入端，且 各移存器 的初始 状态均为 零，假定 判决电平 门限为 +6，试画 出识别器 的输出波 形。 题 7.6图解： 设加入 巴克码移 位寄存器 识别器的 码为 000000001100100000000 1t、 2t、 3t、 、 nt分别对 应 1、 2、 3、 、 n个码元 时间，移 位寄存器 状态见表 7.7，分析： 巴克码 识别器中 ，当输入 数据的 “ 1” 存入移 位寄存器 时 ， “ 1” 端的输 出电平为 1，“ 0” 端的输 出电平为 1；反之 ，当输入 数据的 “ 0” 存入移 位寄存器 时 ， “ 1” 端的输 出电 平为 1， “ 0” 端的输 出电平为 1。 各移位 寄存器输 出端的接 法和巴克 码识别器 的规律一 致 。识别器 的相加输 出波形及 判决器输 出波形如 图 7.7所示。 表 7.7时间 移位寄 存器编号 输出 1 2 3 4 5 6 7 1t 1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 2t 1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 3t 1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 4t 1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 5t 1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 6t 1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 7t 1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 8t 1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 9t 1 -1 1 1 -1 -1 -1 3 10t 1 +1 1 1 -1 -1 -1 1 1t 1 +1 1 1 -1 -1 -1 3 12t 1 +1 1 1 -1 -1 -1 3 13t 1 -1 1 1 1 -1 -1 3 14t 1 -1 1 1 1 1 -1 1 15t 1 1 1 1 1 1 1 7 16t 1 -1 1 1 1 1 1 -1(1) 17t 1 -1 1 1 1 1 1 -1 18t 1 -1 1 1 1 1 1 1 19t 1 -1 1 1 -1 1 1 1 20t 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 21t 1 -1 1 1 -1 -1 -1 1 2t 1 -1 1 1 -1 -1 -1 1 图 7.77.8画出 DSB系统提取载波的发送端插入导频信号的方框图以及接收端提取载波与信号解 调的方 框图；画 出 VSB系统插 入导频的 位置及提 取同步载 波及解调 方框图。解： ()aDSB插入导 频及提取 载波和信 号解调的 方框图如 图 7.8()a、 ()b所示；()bVSB插 入 导 频 的 频 谱 特 性 ； VSB插 入 导 频 及 提 取 载 波 和 信 号 解 调 的 方 框 图 如 图 7.8()c、 ()d所示。 ()aDSB插入导 频 ()bDSB载波提 取和解调 在 VSB信号中 插入导频 不能位于 cf处 ， 因为它 将受到 cf处信号 的干扰 ， 只能在 ()Hf f传输特性 的两侧分 别插入两 个 1f和 2f，按下 述方法选 择 1f、 2f。 1 1( )c mf f f f= 2 2( )c rf f f f= + ()c残留边 带频谱 ()dVSB载波提 取和解调 图 7.8实 践项 目 1、用数 字锁相法 提取位同 步信号， 其实现方 框图如下 图 1所示： 图 1数字锁 相环位同 步提取原 理方框图要求完 成的内容 有： 1)完成原 理方框图 中各部分 单元电路 的设计；2)完成位 同步信号 提取的电 路原理图 模型设计 ；3)由电路 原理图模 型进行 VHDL时序仿 真，获得 时序仿真 波形图 。 （可选 ）