(于秀兰,蒋青)通信原理课后题答案(4)

2019-02-20 22:24

故可以提取码元同步所需的频率

fs?1Ts的分量。

由题(1)中的结果,该基带信号中的离散谱分量Pv(?)为

Pv(f)?A2??

16m????Sa4?m(2?)f(?mfs)

当m取?1时,即f??fs时,有 162

所以该频率分量的功率为

Pv(f)?2A2Sa(4?)?(f?fs)?2A2162ASa(4?2)?(f?fs)

S?A16Sa(4?2)?A16Sa(4?22)??4

图5-12

5-5

??1|???1?H(?)????0??0,else解:(1)由图5-12可得

?|?,|?|??0?

该系统输出基本脉冲的时间表示式为

h(t)?12?????

(2)根据奈奎斯特准则,当系统能实现无码间干扰传输时,H(?)应满足

?H(?)ej?td???02?Sa(2?0t2)2???H(??i)?C,?|?|??TsT?iHeq(?)???0,|?|????T

?|?|???0T 容易验证,当时,

?iH(??2?Tsi)??H(??2?RiBi)??H(??2?i0i)?C

所以当码率RB??0/?时,系统不能实现无码间干扰传输。

5-6

解:(1)法1:无码间串扰时RBmax?2BN,当码元速率为150kBaud时,容易验证,此系统有码间串扰。

BN?RB2?75kHz

法2:由题意,设BN?100kHz,则RBmax?2BN?200k(Baud),将RBmax与实际码速率

RBmax比较为正整数,由于RB?200k150k(Baud)?正整数,则此系统有码间干扰。

(2)由题意,设BN?100kHz,则RBmax?2BN?200k(Baud),设传输M进制的基带信号,则

RBmaxRB?200kRbnlog2M?200k400klog2M(Baud)RBmax,令RB?常数,

求得M?4(n?1,2,?)。可见,采用4n进制信号时,都能满足无码间串扰条件。

结论:根据系统频率特性H(?)分析码间干扰特性的简便方法:首先由H(?)确定系统的奈奎斯特等效带宽BN,然后由RBmax?2BN求出最大码速率,再与实际码速率比较,若

RBmax/RB为正整数,则无码间干扰,否则有码间干扰。

5-7

解:(1)B?(1??)BN?1600Hz,所以则RBmax?2BN?1600Baud

Ts?1RB?11600sBN?B2?800Hz

(2) 5-8

解:升余弦滚降频谱信号的时域表达式为

h(t)?sin??t/Ts?cos???t/Ts??2?t/Ts1??2?t/Ts?1?64k

当RB?64kBaud,即Tsh(t)?sin?64000?t??, ??0.4时,

2cos?25600?t?64000?t1?2621440000t

(2)频谱图如图5-14所示。

图5-14

(3)传输带宽

B?(1??)BN?1.4?642kHz?44.8kHz

(4)频带利用率5-9

??RBB?6444.8?1.43Baud/Hz

解:(1)图(a)为理想低通,设BN?1000Hz,所以RBmax?2BN?2000Baud

a1)、RBxm/RB?2005/0ma=4(整数),无码间串扰;2)、RBx/RB?20001/000=2(整

xa数),无码间串扰;3)、RBm/RB?2000/1500(不是整数),有码间串扰;4)、

RBmxa/RB?2000/2000=1(整数),无码间串扰。

(2)图(b)为升余弦型信号,由图可以判断BN?500Hz,所以RBmax?2BN?1000Baud 所以1)、RB?500Baud、2)、RB?1000Baud两种情况下无码间串扰。 5-10

解:根据奈奎斯特准则可以证明,(a)(b)和(c)三种传输函数均能满足无码间干扰的要求。下面我们从频带利用率、冲激响应“尾巴”的衰减快慢、实现难易程度等三个方面来分析对比三种传输函数的好坏。

(1)频带利用率

33 三种波形的传输速率均为RB?10Baud,传输函数(a)的带宽为 Ba?2?10Hz

其频带利用率

?a?RBBa?10002?103?0.5Baud/Hz

3传输函数(b)的带宽为Bb?10Hz

?b?其频带利用率

RBBb?1000103?1Baud/Hz

3传输函数(c)的带宽为Bc?10Hz

?c?其频带利用率

RBBc?1000103?1Baud/Hz

显然 ?a??b??c

(2)冲激响应“尾巴”的衰减快慢程度 (a)(b)(c)三种传输特性的时域波形分别为

ha(t)?2?10Sa(2?10?t)

323h(t)?2?10Sa(2?10?t) b

hc(t)?10Sa(10?t)

123233231其中(a)和(c)的尾巴以t的速度衰减,而(b)的尾巴以t的速度衰减,故从时域波形的尾巴衰减速度来看,传输特性(a)和(c)较好。

(3)从实现难易程度来看,因为(b)为理想低通特性,物理上不易实现,而(a)和(c)相对较易实现。 5-11

解:已知信道的截止频率为100kHz,则B?100kHz,由B?(1??)BN?100kHz,求得

BN?1001.75kHz1?6

?10Baud51.75?1010?10现在,则RB常数,则该二元数据流在此信道中

传输会产生码间干扰。故该二元数据流不在此信道中传输。 5-12

解:传输特性H(?)的波形如图5-17所示。

RB?2BN?200?1035?

图5-17

由上图易知,H(?)为升余弦传输特性,由奈奎斯特准则,可求出系统最高的码元速率

RB?12?0Baud,而Ts?2?0。

P(0)?P(1)?12等

5-13

解:(1)用P(1)和P(0)分别表示数字信息“1”和“0”出现的概率,则概时,最佳判决门限

Vd?*A2?0.5V。

已知接收滤波器输出噪声均值为0,均方根值?n?0.2V,误码率

Pe?12erfc(?A22?n?5)?16.?21erfc(??3

10 A (2)根据Pe?103n A?8.5?5-14

,即

222?n)?10?5,求得

解:(1)由于信号f(t)在t?T时刻结束,因此最到输出信噪比的出现时刻t0?T (2)取t0?T,K?1,则匹配滤波器的冲激响应为 ???A,??h(t)?f(t?T)??A,??0,??

0?t?T2T2?t?Ttelse

ty(t)?f(t)*h(t)?输出波形为

t?0f(?)h(t??)d?,分几种情况讨论

2a.

0?t?T2,

y(t)??0A(?A)?d??At

T2T2tt?Ty(t)??t?T?0Ad??2?t?b.2T2A(?A)d???(?A)d?T22,

?A(t?22TTT2T2)?A(?t?)?A(t?)2222

t?T2T ?A(3t?2T )T2c.

T?t?32y(t)?T?t?TAd??2,

T?2A(?A)d???t?(?A)d?22T

T?)2T2?A(T?t?)2

3?A(22TT2?t?T)?A(t?22 ?A(4T?3t )Td.2T?t?2Ty(t)?,

?t?T(?A)Ad??A(t?2T)2

e.else t y(t)?0

综上所述,有

?2??At,??A2(3t?2T),???2y(t)??A(4T?3t),??2?A(t?2T),??0,??2En02ATn020?t?T2T2?t?T32TT?t?32T?t?2Telse

h(t)和y(t)的波形如图5-19(a)和(b)所示。

romax??(3)最大输出信噪比

图5-19

5-15

解:h1(t)和h2(t)的输出波形so1(t)?s(t)*h1(t)和so2(t)?s(t)*h2(t)分别如图题图5-21

3h1(t)?s(T?t)2(a)、(b)所示。由图5-21可知,,h2(t)?s(T?t),因此,h1(t)和h2(t)均为s(t)的匹配滤波器。


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