课后习题ppt课件

5 13 为了传送码元速率RB 103 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 1 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 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 2 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 3 对于图 c 有 在 103 103 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 4 5 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 6 2FSK信号的解调 非相干解调 抽样判决器的判决准则为 7 5 7 2FSK非相干解调过程的时间波形 8 2FSK信号的解调 相干解调 2FSK信号带宽为 9 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 10 011010 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 11 011010 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 12 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 13 解 1 极性码为正 即C1 1A律PCM各段的起始电平为如下 由于512 635 1024 所以段落确定在第7段即段落码C2C3C4 110 14 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32 3 123 32 4 所以可以确定抽样脉冲值在段内的位置在第3段 即C3C2C1C0 0011所以编码器输出码组为 C7C6C5C4C3C2C1C0 11100011 量化误差 15 2 635对应的量化值为 对应的11位自然二进制码元为 01001110000 16 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 17 解 1 极性码C1 0 可知量化值为负值段落码C2C3C4 101 可知抽样值落在第6段内 其起始电平为256由于段内码C5C6C7C8 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 18 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 19 解 1 95 PAM 95 0 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 X1X2X3X4X5X6X7X8 00110111 20 2 译码器输出 64 7 0 5 4 94 3 量化误差 21 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 RB1 8000 log28 24Kbit s10路PCM的信息速率为 RB 24Kbit s 10 240Kbit 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 5RB 120KHz 22 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 RB 8KHz log28 24Kbit s即第一零点频宽为 B1 RB 24KHz 2 若抽样后按128级量化 此时的信息速率为 RB 8KHz log2128 56Kbit s即第一零点频宽为 B1 RB 56KHz 23 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 24 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t0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 25 3 输出最大信噪比为 26 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 27 解 波形如图a 波形如图b 28 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 s1 t 0 T 2 T t A0 s2 t 0 T 2 T t A0 图P10 3 29 解 1 最佳接收机结构如下 2 由于h1 t 和h2 t 分别是s1 t 和s2 t 的匹配滤波器 所以有 h1 t s1 T t h2 t s2 T t 它们的波形分别如下 h1 t 0 T 2 T t A0 h2 t 0 T 2 T t A0 30 匹配滤波器可能输出的波形有四个 分别如下 31 3 信号能量 所以有 32 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 33 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 34 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 35 解 1 95 PAM 95 0 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 X1X2X3X4X5X6X7X8 00110111 36 2 译码器输出 64 7 0 5 4 94 3 量化误差 37 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 38 11011100010 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 39 编写出 的 码 0000000000000000 B00 V B00 V B00 V B00 V 40 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 0 1 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 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 41 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 1 B Hz 42 1 已知二进制数字信号每个码元占有的时间为1ms 0 1码等概率出现 则码元速率为 信息速率为 2 平稳随机过程的可以用 平均 来代替 统计平均 3 通信系统按信道中传输的信号不同可以分为 通信系统和 通信系统 4 高斯过程的n维分布完全可以由它的 及 决定 5 在数字通信系统中 其重要的质量指标 有效性 和 可靠性 分别对应 和 6 包络检波器因其解调时的非线性性而存在效应 为克服之 要求在检波器输入端满足条件 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 如果再加上正弦波后包络一维分布服从 8 在相干解调时 DSB系统的制度增益G SSB系统G AM在单音频调制时G 43 1 已知二进制数字信号每个码元占有的时间为1ms 0 1码等概率出现 则码元速率为1000B 信息速率为1000bit s 2 平稳随机过程的可以用 时间平均 来代替 统计平均 3 通信系统按信道中传输的信号不同可以分为模拟通信系统和数字通信系统 4 高斯过程的n维分布完全可以由它的数学期望 方差及相关函数决定 5 在数字通信系统中 其重要的质量指标 有效性 和 可靠性 分别对应传输速率和差错率 6 包络检波器因其解调时的非线性性而存在门限效应 为克服之 要求在检波器输入端满足大信噪比条件 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瑞利分布 如果再加上正弦波后包络一维分布服从莱斯分布 8 在相干解调时 DSB系统的制度增益G 2 SSB系统G 1AM在单音频调制时G 2 3 44 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 45