擴頻通信課后習題解答完整

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：信號功率：（2）信道容量不變，帶寬減小一半信噪比：信號功率：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)在干擾信號的有用信號功率

2、250倍的環(huán)境下工作，解碼器信號輸出信噪比為12dB，系統(tǒng)內(nèi)部損耗為3dB，則系統(tǒng)的擴頻處理增益至少應(yīng)為多少？解：1-5、某直接序列擴頻系統(tǒng)的偽隨機碼速率為5Mbit/s，信號速率為8kbit/s，信號的擴頻帶寬和處理增益各為多少？解：擴頻帶寬：信息帶寬：處理增益：1-6、試說明擴頻通信系統(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：（1）抗干擾能力強（2）信號隱蔽性好（3）可以實現(xiàn)碼分多址（4）抗衰落和抗干擾能力強（5）可以實現(xiàn)精確的測距和定時（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、饋邏輯多項式為什么必須是本征多項式？解：m序列是最長線性移位寄存器序列的簡稱，它是由多級移位寄存器或其延遲元件通過線性反饋產(chǎn)生的最長碼序列。 特征多項式需要滿足：（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=1，2，10時，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3個1的游程，有多少個3個0的游程？解：總游程：個取n=11得總游程為1024長度為3的游程：個所以有64個3個1的游程，64個3個0的游程。2-4、若m序列

4、的特征多項式，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、試說明一個由特征多項式生成的移位寄存器能否生成最大長度碼。解：由生成函數(shù)可得：所以不能生成最大長度碼。2-6、兩個m序列的特征多項式分別為，畫出由它們構(gòu)成的Gold序列產(chǎn)生器的方框圖。解： 第三章3-1、直接序列擴頻信號具有什么樣的功率譜形狀？信號功率譜的3dB帶寬是多少？與主瓣峰值相比，第一個旁瓣的峰值功率電平是多少？主瓣中包含的信號功率占信號總功率的百分比是多少？解：直接序列擴頻信號的功率譜是。信號功率譜的3dB帶寬是0.443(單邊帶)。與主瓣峰值相比，第一個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。主瓣中包含的信號功率占信號總功率的。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擴頻碼的要求一樣嗎？為什么？解：多徑干擾是指單個UE與Node B之間由于地理環(huán)境等導致傳輸中存在多條路徑，在接收端會造成多徑效應(yīng)。多址干擾是由于TD-SCDMA系統(tǒng)中分配給各個UE的擴頻碼無法完全正交導致UE之間存在相互干擾。前者是多個“時間”的干擾，后者是多個“碼”的干擾。多徑干擾與多址干擾對擴頻碼的要求不一樣?？苟嘀犯蓴_是通過提高擴頻碼的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性來減小干擾的，而多徑干擾一般通過使用自相關(guān)特性良好的擴頻碼使多徑信號分離獨立，并采用時域均衡

6、，正交頻分復(fù)用，rank接收機等方法來減少干擾。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、在直擴相關(guān)器的相乘器輸出端，當1Mbit/s速率的長為4095bit的碼序列與一連續(xù)載波相乘時，會看到什么樣的重復(fù)速率或譜線間隔？解：每秒重復(fù)譜線間隔為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；直接式相關(guān)器的干擾信號沒有參加相關(guān)運算就直接到達相關(guān)解擴器的輸出端，失去了在解擴過程中系統(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)解擴器在解擴過程中，

7、同時完成了信號的混頻，將載有信息的信號變換到一個新的中頻頻率中，這就避免了載波附近的干擾信號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。3-5、直擴系統(tǒng)處理增益為30dB，輸入的干擾信號功率比有用信號功率大10dB時，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的直接序列擴頻接收機與帶寬為50KHz的常規(guī)通信系統(tǒng)接收機的熱噪聲功率，當處理增益為23dB時，擴頻接收機相關(guān)解擴后的熱噪聲功率是多少？比較擴頻接收機與常規(guī)通信系統(tǒng)接收機的收信靈敏度。解：直擴

8、：=-133.83dB常規(guī)接收機： =-156.84dB相關(guān)接擴后，熱噪聲功率仍為-133.83dB3-7在多徑傳播的環(huán)境中，若允許最大時延為，試指出這一擴展頻譜系統(tǒng)接收信號起伏最小的條件。解：當時，相對起伏最小，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型？各有何優(yōu)缺點？答：通常可分為：直接式頻率合成器（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。1.直接式頻率合成器。優(yōu)點：能夠瞞住快跳頻的要求，且跳頻速率可達10萬跳每秒以上，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：由于其輸出跳變頻率是通過多個參考頻率的和、分頻產(chǎn)生的，

9、因此頻率范圍有限，而且DS由多個“和頻-分頻”單元構(gòu)成，系統(tǒng)體積大，這兩個缺點已使它不能適應(yīng)當前跳頻系統(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：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)換時間快，適合于數(shù)字電路的實現(xiàn)。缺點：存在雜散問題，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)時的誤比特率，并進行比較。

10、解：干擾落入發(fā)送信道的概率每比特一跳時 每彼特三跳時 4-3跳頻頻率數(shù)為1000個的跳頻系統(tǒng)，在無干擾信號時，接收機輸出信噪比為20dB。當進入接收機的干擾功率比有用信號大23dB時，試比較干擾信號分別是寬帶干擾和窄帶干擾時對系統(tǒng)的影響？解：沒有用信號功率為P，無干擾時，接入接收機后窄帶時寬帶時4-4提高跳頻速率對于抗頻段阻塞式干擾有無作用，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，從而對系統(tǒng)有干擾作用，當提高跳頻速率后使得頻段阻塞式干擾在整個跳頻頻段內(nèi)阻塞跳頻信號的可能性

11、減小。（2）擴展跳頻帶寬、增加跳頻點數(shù)、提高跳速、提高跳頻信號的抗截獲能力,這些措施能夠有效地抑制對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，即跳頻通信對不同的干擾方式具有不同的抗干擾能力。對于抗全頻帶干擾，跳頻帶寬越寬，抗全頻帶干擾的能力越強。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,駐留時間越短,頻率跟蹤占用時間的比例越大,有效干擾時間就越短,抗跟蹤式干擾的能力越強。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)式干擾機距收發(fā)設(shè)備的距離分別為10km和15km，試計算當跳頻系統(tǒng)不受干擾時，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)的抗干擾機理與直擴系統(tǒng)是不同的。 跳頻系統(tǒng)以躲避干擾的方式抗干擾， 可以認為是一種主動式抗干擾方式； 而直擴系統(tǒng)用把干擾功率分散的方法來降低干擾功率， 提高解調(diào)器的輸入信干比， 以此來達到抗干擾的目的， 故可以認為是一種被動式的抗干擾方式。雖然直擴系統(tǒng)具有一定的處理增益， 但對超過干擾容限的干擾就顯得無能為力了；而跳頻系統(tǒng)是采用躲避的方法抗干擾， 因而在抗強的固頻干擾信號時， 其性能優(yōu)于直擴系統(tǒng)。 4-7直擴偽碼速率為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混合擴頻系統(tǒng)能得到多少dB的處理增益?解：第五章5-1、擴頻同步分為幾步？偽碼捕獲的作用是什么？解：擴