擴(kuò)頻通信課后習(xí)題解答完整

1、第一章1-1、在高斯白噪聲干擾的信道中，信號(hào)傳輸帶寬為16KHz，信噪比為4，求信道的容量C。在此信道容量不變的條件下，分別將信號(hào)帶寬增加1倍和減小一半，分別求此兩種情況系統(tǒng)的信噪比和信號(hào)功率的變化值。解： 由得 （1）信道容量不變，帶寬增加1倍信噪比：信號(hào)功率：（2）信道容量不變，帶寬減小一半信噪比：信號(hào)功率：1-2、某一高斯白色噪聲干擾信道，信道帶寬為8kHz，試求在系統(tǒng)信噪比為25dB條件下允許的最大信息傳輸速率。解：1-3、某系統(tǒng)的擴(kuò)頻處理增益為40dB，系統(tǒng)內(nèi)部損耗=2dB，為保證系統(tǒng)正常工作，相關(guān)解碼器的輸出信噪比，則系統(tǒng)的干擾容限為多少？解：1-4、某系統(tǒng)在干擾信號(hào)的有用信號(hào)功率

2、250倍的環(huán)境下工作，解碼器信號(hào)輸出信噪比為12dB，系統(tǒng)內(nèi)部損耗為3dB，則系統(tǒng)的擴(kuò)頻處理增益至少應(yīng)為多少？解：1-5、某直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的偽隨機(jī)碼速率為5Mbit/s，信號(hào)速率為8kbit/s，信號(hào)的擴(kuò)頻帶寬和處理增益各為多少？解：擴(kuò)頻帶寬：信息帶寬：處理增益：1-6、試說(shuō)明擴(kuò)頻通信系統(tǒng)與傳統(tǒng)調(diào)制方式通信系統(tǒng)的主要差別。解：擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種具有優(yōu)良抗干擾性能的技術(shù)，與傳統(tǒng)調(diào)制方式通信系統(tǒng)相比有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）抗干擾能力強(qiáng)（2）信號(hào)隱蔽性好（3）可以實(shí)現(xiàn)碼分多址（4）抗衰落和抗干擾能力強(qiáng)（5）可以實(shí)現(xiàn)精確的測(cè)距和定時(shí)（6）能與傳統(tǒng)通信系統(tǒng)共用頻段。第二章2-1、什么是m序列？產(chǎn)生m序列的反

3、饋邏輯多項(xiàng)式為什么必須是本征多項(xiàng)式？解：m序列是最長(zhǎng)線(xiàn)性移位寄存器序列的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是由多級(jí)移位寄存器或其延遲元件通過(guò)線(xiàn)性反饋產(chǎn)生的最長(zhǎng)碼序列。 特征多項(xiàng)式需要滿(mǎn)足：（1）G(x)是不可約的（2）G(x)可整除，（3）G（x）除不盡解：=0：同理：當(dāng)=1，2，10時(shí)，有：=-5/11；=-1/11；=-1/11；=7/11；=-5/11；=-1/11；=3/11；=3/11；=-1/11；=-1/11 2-3、在-1bit的m序列中，有多少個(gè)3個(gè)1的游程，有多少個(gè)3個(gè)0的游程？解：總游程：個(gè)取n=11得總游程為1024長(zhǎng)度為3的游程：個(gè)所以有64個(gè)3個(gè)1的游程，64個(gè)3個(gè)0的游程。2-4、若m序列

4、的特征多項(xiàng)式，試求出該m序列及其自相關(guān)函數(shù)。解：由可得：自相關(guān)函數(shù)2-5、試說(shuō)明一個(gè)由特征多項(xiàng)式生成的移位寄存器能否生成最大長(zhǎng)度碼。解：由生成函數(shù)可得：所以不能生成最大長(zhǎng)度碼。2-6、兩個(gè)m序列的特征多項(xiàng)式分別為，畫(huà)出由它們構(gòu)成的Gold序列產(chǎn)生器的方框圖。解： 第三章3-1、直接序列擴(kuò)頻信號(hào)具有什么樣的功率譜形狀？信號(hào)功率譜的3dB帶寬是多少？與主瓣峰值相比，第一個(gè)旁瓣的峰值功率電平是多少？主瓣中包含的信號(hào)功率占信號(hào)總功率的百分比是多少？解：直接序列擴(kuò)頻信號(hào)的功率譜是。信號(hào)功率譜的3dB帶寬是0.443(單邊帶)。與主瓣峰值相比，第一個(gè)旁瓣的峰值功率電平是主瓣峰值電平的，若設(shè)主瓣峰值為1dB

5、，則第一旁瓣的峰值功率電平為0.052dB。主瓣中包含的信號(hào)功率占信號(hào)總功率的。3-2、試解釋多徑干擾和多址干擾的差別，多徑干擾和多址干擾對(duì)擴(kuò)頻碼的要求一樣嗎？為什么？解：多徑干擾是指單個(gè)UE與Node B之間由于地理環(huán)境等導(dǎo)致傳輸中存在多條路徑，在接收端會(huì)造成多徑效應(yīng)。多址干擾是由于TD-SCDMA系統(tǒng)中分配給各個(gè)UE的擴(kuò)頻碼無(wú)法完全正交導(dǎo)致UE之間存在相互干擾。前者是多個(gè)“時(shí)間”的干擾，后者是多個(gè)“碼”的干擾。多徑干擾與多址干擾對(duì)擴(kuò)頻碼的要求不一樣?？苟嘀犯蓴_是通過(guò)提高擴(kuò)頻碼的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性來(lái)減小干擾的，而多徑干擾一般通過(guò)使用自相關(guān)特性良好的擴(kuò)頻碼使多徑信號(hào)分離獨(dú)立，并采用時(shí)域均衡

6、，正交頻分復(fù)用，rank接收機(jī)等方法來(lái)減少干擾。即抗多徑干擾的碼要求有尖銳的自相關(guān)特性，而抗多址干擾的碼組不僅要求尖銳的自相關(guān)特性而且要有處處為零的互相關(guān)特性。3-3、在直擴(kuò)相關(guān)器的相乘器輸出端，當(dāng)1Mbit/s速率的長(zhǎng)為4095bit的碼序列與一連續(xù)載波相乘時(shí)，會(huì)看到什么樣的重復(fù)速率或譜線(xiàn)間隔？解：每秒重復(fù)譜線(xiàn)間隔為2443-4、比較直接式相關(guān)與外差式相關(guān)的抗干擾能力，并解釋產(chǎn)生二者差別的原因。解：外差式相關(guān)器的抗干擾能力更強(qiáng)；直接式相關(guān)器的干擾信號(hào)沒(méi)有參加相關(guān)運(yùn)算就直接到達(dá)相關(guān)解擴(kuò)器的輸出端，失去了在解擴(kuò)過(guò)程中系統(tǒng)所能獲得的處理增益，所以它的抗干擾能力較低；而外差式相關(guān)解擴(kuò)器在解擴(kuò)過(guò)程中，

7、同時(shí)完成了信號(hào)的混頻，將載有信息的信號(hào)變換到一個(gè)新的中頻頻率中，這就避免了載波附近的干擾信號(hào)直接泄露到輸出端的可能性，使外差式相關(guān)器后面的電路在較低的頻率下工作，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。3-5、直擴(kuò)系統(tǒng)處理增益為30dB，輸入的干擾信號(hào)功率比有用信號(hào)功率大10dB時(shí)，相關(guān)器輸出的（S+J）/J是多少？相關(guān)器的輸出信噪比是多少？解：由可得又 所以相關(guān)器輸出的信噪比：所以3-6、分別比較輸入到帶寬為10MHz的直接序列擴(kuò)頻接收機(jī)與帶寬為50KHz的常規(guī)通信系統(tǒng)接收機(jī)的熱噪聲功率，當(dāng)處理增益為23dB時(shí)，擴(kuò)頻接收機(jī)相關(guān)解擴(kuò)后的熱噪聲功率是多少？比較擴(kuò)頻接收機(jī)與常規(guī)通信系統(tǒng)接收機(jī)的收信靈敏度。解：直擴(kuò)

8、：=-133.83dB常規(guī)接收機(jī)： =-156.84dB相關(guān)接擴(kuò)后，熱噪聲功率仍為-133.83dB3-7在多徑傳播的環(huán)境中，若允許最大時(shí)延為，試指出這一擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)接收信號(hào)起伏最小的條件。解：當(dāng)時(shí)，相對(duì)起伏最小，即： 第四章4-1跳頻系統(tǒng)中的頻率合成器有哪幾種主要類(lèi)型？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：通?？煞譃椋褐苯邮筋l率合成器（DS），.間接式頻率合成器（PLL），直接數(shù)字合成頻率合成器（DDS）三類(lèi)。1.直接式頻率合成器。優(yōu)點(diǎn)：能夠瞞住快跳頻的要求，且跳頻速率可達(dá)10萬(wàn)跳每秒以上，另外，DS輸出頻率的分辨率也很高，而且頻譜純度好，相位噪聲低。缺點(diǎn)：由于其輸出跳變頻率是通過(guò)多個(gè)參考頻率的和、分頻產(chǎn)生的，

9、因此頻率范圍有限，而且DS由多個(gè)“和頻-分頻”單元構(gòu)成，系統(tǒng)體積大，這兩個(gè)缺點(diǎn)已使它不能適應(yīng)當(dāng)前跳頻系統(tǒng)的要求。2.間接式頻率合成器：采用雙鎖相環(huán)路構(gòu)成的頻率合成器可以提高跳頻速率，但仍比直接式頻率合成率低，所以只適用于慢速，中速頻率跳變系統(tǒng)3.直接數(shù)字合成頻率合成器：優(yōu)點(diǎn)：頻率轉(zhuǎn)換速度快、相位噪聲低、相位連續(xù)和控制方便，高分辨率，轉(zhuǎn)換時(shí)間快，適合于數(shù)字電路的實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)：存在雜散問(wèn)題，最高工作頻率受限，噪聲和雜波的抑制不夠理想。4-2設(shè)一跳頻系統(tǒng)，可用頻率數(shù)為1000，在跳頻頻段內(nèi)，有50個(gè)干擾頻率與跳頻頻率相同且形成干擾。試分別求出每比特一跳和每比特三跳(三中擇二)時(shí)的誤比特率，并進(jìn)行比較。

10、解：干擾落入發(fā)送信道的概率每比特一跳時(shí) 每彼特三跳時(shí) 4-3跳頻頻率數(shù)為1000個(gè)的跳頻系統(tǒng)，在無(wú)干擾信號(hào)時(shí)，接收機(jī)輸出信噪比為20dB。當(dāng)進(jìn)入接收機(jī)的干擾功率比有用信號(hào)大23dB時(shí)，試比較干擾信號(hào)分別是寬帶干擾和窄帶干擾時(shí)對(duì)系統(tǒng)的影響？解：沒(méi)有用信號(hào)功率為P，無(wú)干擾時(shí)，接入接收機(jī)后窄帶時(shí)寬帶時(shí)4-4提高跳頻速率對(duì)于抗頻段阻塞式干擾有無(wú)作用，為什么?提高跳頻系統(tǒng)的抗干擾性能應(yīng)從哪幾方面著手?解：（1）有作用，對(duì)于跳頻系統(tǒng)而言，跳頻速率越快，抗干擾性能越好，頻段阻塞式干擾就是在一定頻段范圍內(nèi)釋放干擾信號(hào)，從而對(duì)系統(tǒng)有干擾作用，當(dāng)提高跳頻速率后使得頻段阻塞式干擾在整個(gè)跳頻頻段內(nèi)阻塞跳頻信號(hào)的可能性

11、減小。（2）擴(kuò)展跳頻帶寬、增加跳頻點(diǎn)數(shù)、提高跳速、提高跳頻信號(hào)的抗截獲能力,這些措施能夠有效地抑制對(duì)跳頻通信的干擾跳頻通信的抗干擾能力主要取決于跳頻處理增益,而跳頻處理增益隨干擾方式的不同而不同，即跳頻通信對(duì)不同的干擾方式具有不同的抗干擾能力。對(duì)于抗全頻帶干擾，跳頻帶寬越寬，抗全頻帶干擾的能力越強(qiáng)。跳頻通信抗跟蹤式干擾能力取決于跳頻速率。跳頻速率越高,駐留時(shí)間越短,頻率跟蹤占用時(shí)間的比例越大,有效干擾時(shí)間就越短,抗跟蹤式干擾的能力越強(qiáng)。4-5設(shè)一跳頻系統(tǒng)，收發(fā)設(shè)備距離為10km，一轉(zhuǎn)發(fā)式干擾機(jī)距收發(fā)設(shè)備的距離分別為10km和15km，試計(jì)算當(dāng)跳頻系統(tǒng)不受干擾時(shí)，所需最小跳頻速率為多少？解： 最

12、小跳頻速率不小于 4-6比較DS和FH系統(tǒng)的抗干擾能力的差異。解：跳頻系統(tǒng)的抗干擾機(jī)理與直擴(kuò)系統(tǒng)是不同的。 跳頻系統(tǒng)以躲避干擾的方式抗干擾， 可以認(rèn)為是一種主動(dòng)式抗干擾方式； 而直擴(kuò)系統(tǒng)用把干擾功率分散的方法來(lái)降低干擾功率， 提高解調(diào)器的輸入信干比， 以此來(lái)達(dá)到抗干擾的目的， 故可以認(rèn)為是一種被動(dòng)式的抗干擾方式。雖然直擴(kuò)系統(tǒng)具有一定的處理增益， 但對(duì)超過(guò)干擾容限的干擾就顯得無(wú)能為力了；而跳頻系統(tǒng)是采用躲避的方法抗干擾， 因而在抗強(qiáng)的固頻干擾信號(hào)時(shí)， 其性能優(yōu)于直擴(kuò)系統(tǒng)。 4-7直擴(kuò)偽碼速率為10Mchip/s，跳頻頻率數(shù)為100，數(shù)據(jù)信息速率為9.6kb/s的FH/DS混合擴(kuò)頻系統(tǒng)能得到多少dB的處理增益?解：第五章5-1、擴(kuò)頻同步分為幾步？偽碼捕獲的作用是什么？解：擴(kuò)