因此接收机输入端的信号功率 Si?100Ni?5?10100?4W
因为发射机输出端到接收机输入端之间的总损耗为 1dB/km?100km?100dB
10可得发射机输出功率为 S?10?Si?10?5?103-5
'010?4?5?10W
6解:(1)此信号无法用包络检波器解调,因为能包络检波的条件是1?Acos2?fmt?0,而
这里的A=15使得这个条件不能成立,用包络检波将造成波形失真。 (2)只能用相干解调,解调框图如图3-15所示。
图3-15
3-5 解:(1)AM解调器输出信噪比为
m(t)2
由题意知,2?20kWn0,22?5?10W/Hz?2,B=4Khz,则
3S0n0B2?5?10 N02A3?100?10W (2)因为2
GAM?2m(t)A?m(t)222?m(t)?10?10?4?23?4?10?100
?2?40?10533
GD2?10?40?10SB?13
而抑制载波双边带系统的调制制度增益 GDSB?2
则 GAM??61/3(约为7.8dB)
2所以抑制载波双边带系统的性能优于常规调幅7.8分贝
3-6
解:设单边噪声功率谱密度为n0,则相干解调后的输出信噪比
S0m(t)4n0BSSB2 N03-7
??2?a0BfB4nB0df?aB4nB0?a4n 0解:对于DSB:接收信号功率
S0?12S
设信道加性白噪声单边功率谱密度为n0,信号带宽为fm, 则输入噪声功率 Ni?n0BDSB?2n0fm 输出噪声功率
N0?14Ni?12n0fm
1S0N0?212'S?Sn0fm所以,接收到的信噪比 对于SSB:设发射功率为S 则接收信号功率
S0?14S'n0fm
14输入噪声功率 Ni?n0BSSB?n0fm 输出噪声功率
N0?14Ni?n0fm
S'1S0N0?4141S'?所以,接收到的信噪比
n0fmS?'n0fm
12S(1)接收信号强度相同,即 4'
S' 故单边带平均发射功率 S?2S
S(2)接收到的信噪比相同,即 n0fm'?n0fm
故单边带平均发射功率 S?S 3-8
解:设m(t)与cos?1t相乘后的输出为s1(t),则s1(t)是一个DSB信号,其频谱如图图3-17(a)所示。s1(t)再经过截止频率为?1的理想低通滤波器,所得输出信号s1(t)显然是一个下边带信号,其频谱如图3-17(b)所示,时域表达式则为
同理,m(t)与sin?1t相乘后的输出s2(t)再经过理想低通滤波器之后,得到的输出信号
s2(t)也是一个下边带信号,其时域表达式为
''s(t)?'112m(t)cos?1t?12?m(t)sin?t12
因此,调制器最终的输出信号
s(t)?'21m(t)sin?1t??12?m(t)cos?t112
mt?1()t?cos22
?1211s(t)?[m(t)c?o1s?t22mt(?)1sint12??]2?cots1?m[t?1?()stin2
t]sinm(t)[cos?1tcos?2t?sin?t1sin?t]?2m(t)[sin?tcos?t?2cos?tsin?t]11?12m(t)cos(?2??1)t?12?m(t)sin(?2??)1t
显然,s(t)是一个载波角频率为(?2??1)的上边带信号。
图 3-17
3-11
解:(1)因为m(t)?cos(2??10t)V,则
SSSB?14m(t)?2
4m(t)?212W,所以,
SDSB?12m(t)?214W,
18W。
?11?6 (2)DSB:Ni?n0BDSB?2n0fH?2?2?5?10?2?10W
SDSB信道衰减为30dB,则SiDSBS0?1000,则
?3?6SiDSB?14?1000?14?10W?3
所以,N0?2SiDSBNi?21?104?2?10?250
?11 SSB:Ni?n0BSSB?n0fH?2?5?10SSSB?10W
?6信道衰减为30dB,则SiSSBS0?1000,则
?3?6SiSSB?18?1000?18?10W?3
所以,N0(3)
S发?SiSSBNi?1?108?1018?125
?11均相同,
S发?W DSB:Ni?n0BDSB?2n0fH?2?2?5?10SiDSB?18?1000?18?10W?3?2?10W,由于信道衰减30dB,则
?6S0,所以N0?2SiDSBNi?21?10?3?68?2?10?125
?11?6 SSB:Ni?n0BSSB?n0fH?2?5?10?10W,由于信道衰减30dB,则
SiSSB?18?10W?3S0,所以N0?SiSSBNi?1?108?10?3?6?125
3-10
m?4解:(1)由题意SFM(t)?100cos(2?fct?4sin2?fmt),得f,
34 所以,(2)
mf?2BFM?2(mf?1)fm?2?5?10?10HzKFMAm
mf?2?fm,调频器的调频灵敏度不变,调制信号的幅度不变,但频率fm加倍时,
。此时,
BFM?2(mf?1)fm?2?3?2?10?1.2?10Hz34
3-11
?t? T解:消息信号 m(t)?A,0????t??则
对应的单边带信号为
SSSB(t)??12A2m(t)?1??m(?)d??1T???At??0?d??A?ln?tTt
m(t)cos?ct?cos?ct?A2?12m(t)sin?ctt?Tlnt
2
s?icnt其包络为
3-12
SSSB(t)?A21??1(t?Tlnt) mf?SiNi?ffm?7515?5解:fm?15kHz,?f?75kHz,所以
Si,则
GFM?3mf(mf?1)?4502
因为Ni3-13
?20dB?100S0,所以N0?GFM?450?100?45000
解:对于AM波的带宽: BAM?2fH?2?10kHz?20kHz 对于SSB波的带宽:BSSB?fH?10kHz
mf??ffm?50kHz10kHzM?5调频指数
m 对于FM信号带宽 3-18
BF?2(mf?1)f?2(?51?)k1H0z?1k2H0z
s0[?t解:由已知 S(t)?Aco?100?co stm](1)调相时
SPM(t)?Acos[?ct?Kpm(t)]Kpm(t)?100c?omst
所以 又因为 (2)调频时 所以
Kp?2omst, 所以 m(t)?50c?
SFM(t)?Acos[?ct??t??KFm(?)d?]
100co?st?m?t??KFm?d(?)?si?nt?m?t??2m?d?()
?m 两边同时求导得 ?1000m 求得 m(t)??5?mp?AmKpm2t (s?intm
Kf(3)由
?m?mf?Am?m
??max?KpAm?mp?m?100?m ,即最大频偏为?fmax?100fm 3-15
解:已调波信号功率
PFM?10022?5000W。
mf?5,
?fmax?mffm?5?4000?2??10Hz4
4BFM?2(mf?1)fm?2(5?1)?2000Hz?2.4?10(Hz)
第5章 数字信号的基带传输
习题解答
5-1 解:略 5-2 解:
信息码: 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 AMI码: +1 -1 0 0 0 0 0 +1 -1 0 0 0 0 +1 -1 HDB3码:+1 -1 0 0 0 -V 0 +1 -1 +B 0 0 +V -1 +1
5-3 解:
信息码: 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 AMI码: +1 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 +1 -1 HDB3码: +1 0 -1 0 0 0 -V +B 0 0 +V 0 -1 +1 5-4
解:(1)对于单极性基带信号,g1(t)?0,g2(t)?g(t),随机脉冲序列的功率谱密度为
??
Ps(f)?fsp(1?p)|G(f)|?p?12时,
22?m???|fs[(2p?1)G(mfs)]|?(f?mfs)2
当
Ps(f)?fs4??|G(f)|?2?m???fs4|G(mfs)|?(f?mfs)2
Ts2?A(1?|t|),|t|??Ts2g(t)???0,else? 由图5-11得
g(t)的傅立叶变换G(f)为
ATs2?fTs22
代入功率谱密度函数式,得
G(f)?Sa()
Ps(f)??fs42ATs2?fT|Sa(22Sa(4??s)?|A22?m?????f2ATs|Sa42s2?fT(ss22?)f|?m(fs)
ATs?fTs16216
功率谱密度如图5-12所示。
)??m???Sa(4?m2)?(f?mfs)
fs?1Ts的离散分量,
(2)由图5-12中可以看出,该基带信号的功率谱密度中含有频率