通信原理與通信技術(shù)最新版_張衛(wèi)鋼版課后答案

1、1-1 本書全面、系統(tǒng)地介紹了 現(xiàn)代通信原理、數(shù)據(jù)通信原理以及相關(guān)的通信技術(shù)。全書共分 三篇21章。內(nèi)容包括通信與 通信系統(tǒng)的基本概念、模擬調(diào)制、 脈沖編碼調(diào)制、增量調(diào)制、 數(shù)字復(fù)接與SDH數(shù)字信號的基帶傳輸、數(shù)字信號的頻帶傳輸、差錯控制編碼、數(shù)據(jù)通信與 通信網(wǎng)、計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、通信終端與通信設(shè)備、數(shù)據(jù)交換技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備及其通 信概念、接入網(wǎng)技術(shù)、藍牙技術(shù)、IP電話技術(shù)、光纖通信技術(shù)、衛(wèi)星通信技術(shù)、移動通信技 主、數(shù)字微波中2K通信技術(shù)和ITS中的通信技術(shù)。1-21-31-4 什么是模擬信號？什么是數(shù)字信號？【答】參量（因變量）取值隨時間（自變量）的連續(xù)變化而連續(xù)變化的信號，或者通俗地

2、講， 波形為連續(xù)曲線的信號就是模擬信號。模擬信號的主要特點是在其出現(xiàn)的時間內(nèi)具有無限個可 能的取值。自變量取離散值，參量取有限個經(jīng)過量化的離散值的信號叫做數(shù)字信號。實際應(yīng)用中的數(shù) 字信號一般是只有兩個取值“ 0”和“1”的脈沖序列。模擬信號和數(shù)字信號的本質(zhì)區(qū)別在于： 模擬信號的取值為無限多個，而數(shù)字信號為有限個取值， 通常只有“ 0”和“ 1”兩個值。1-5 為什么要對模擬信號進行抽樣？對抽樣間隔有什么要求？【答】為了對模擬信號進行數(shù)字傳輸以提高通信質(zhì)量，首先需要將模擬信號轉(zhuǎn)化位數(shù)字信號， 而這種A/D轉(zhuǎn)換過程的第一步就是對模擬信號進行抽樣，把模擬信號變成離散信號。為了能從 抽樣后的信號（離散

3、信號）中無失真地恢復(fù)出原始信號，要求抽樣間隔小于等于原始信號最高 頻率分量所對應(yīng)信號周期的一半，或者說，要求抽樣頻率大于等于原始信號最高頻率的二倍。1-6 為什么要對離散信號進行量化？【答】離散信號盡管在時間上是離散的，但其幅度的取值卻有無限多個（注意不是無限大），沒有從本質(zhì)上改變模擬信號，因此，沒有實用價值。只有把離散信號進行量化，把無窮個取值變 成有限個，把離散信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號才能使模擬信號發(fā)生質(zhì)變?？梢?，離散信號是模擬信號 通往數(shù)字信號的橋梁。20dB,若傳輸二進制信號，則最大傳輸速率是多少?1-7 設(shè)信道帶寬為3KH4信噪比為 【解】因為已知信噪比為20dB,即：2010ig100所

4、以由香農(nóng)公式可得信道容量為:C 300010g2（1 100） 3000 6.647 19941bps1-8設(shè)英文字母e出現(xiàn)的概率為0.105, x出現(xiàn)的概率為0.002。試求e及x的信息量【解】e的信息量Ie10g23.25bitx的信息量I10g20.0020.1058.97bit1-9某信息源的符號集由A, B, C, D和E組成，設(shè)每一符號獨立出現(xiàn)，其出現(xiàn)概率分別為1/4, 1/8, 1/8, 3/16和5/16。試求該信息源符號的平均信息量。【解】平均信息量，即信息源的嫡nHP(xjog 2P(X)i 1 TOC o 1-5 h z 111111M 13,35,5log 2 log

5、210g 2 log 210g 2 一44 88 88 1616 16162.23比特/符號1-10 一個由字母A, B, C, D組成的字。對于傳輸?shù)拿恳粋€字母用二進制脈沖編碼，00代替A, 01代替B, 10代替C, 11代替D,每個脈沖寬度為5ms(1)不同的字母是等概率可能出現(xiàn)時，試計算傳輸?shù)钠骄畔⑺俾剩?2)若每個字母出現(xiàn)的概率為：P=1/4, Pb=1/5, Pc=1/4, Pd=3/10試計算平均信息傳輸速率。【解】(1)不同的字母是等可能出現(xiàn)的，即出現(xiàn)概率均為1/4。每個字母的平均信息量為H, 1 ,14410g匯2比特/符號因為一個字母對應(yīng)兩個二進制脈沖，每個脈沖寬度為 5

6、ms,所以每個字母所占用的時間為T 2 5 10 310 2s1則每秒傳送的符號數(shù)為平均Rb 100 符號/秒（Baud）T信息速率2 100 200 b/sRbRb HRBlog2 M（2）每個符號的平均信息量為1111H -log 2 log 2 -55 44則平均信息速率為RbRB H1.1410g 2 41.985斗og2且10101.985比特/符號100 198.5b/s注：因為該題一個字母用兩位二進制碼元表示，所以屬于四進制符號1-8對于二進制獨立等概率信號，碼元寬度為 0.5ms,求波特率和比特率；若改為四進制信號, 再求波特率和比特率。【解】因為是二進制信號，所以一個碼元表示

7、一個符號，則有碼元速率（調(diào)制速率）11RB2 3 2000 符號/秒（Baud）T 0.5 10 3比特率等于波特率：RbRB22000b/s在保證信息速率不變的前提下，若改為四進制信號，則兩個二進制碼元表示一個四進制符號， 一個符號的持續(xù)時間：T 2 0.5 10 3 0.001s波特率（單位時間傳輸?shù)姆枖?shù)）為：RB41T 101000 符號/秒（Baud）注：此時的波特率實際上是四進制符號（碼元）的傳輸速率，比二進制波特率小一半 比特率為：RbRb log2 M 1000 2 2000 b/s若信息速率可變，則波特率仍為二進制時的 2000Baud,而比特率為4000b/s。1-9已知電

8、話信道的帶寬為3.4kHz。試求：(1)接收端信噪比為30dB時的信道容量； (2)若要求該信道能傳輸4800b/s的數(shù)據(jù)，則接收端要求最小信噪比為多少分貝。1000 (即 30dB)/ S 八一342(1) 3.4 103log2(1 1000) (3.4 104)b/sNB log 2 (1 7-) N2c/b 124-8/3.4 1 1.66 2.2dB【解】S/ N信道容量C B logC(2)因為_S所以 n1-10計算機終端通過電話信道傳輸計算機數(shù)據(jù)，電話信道帶寬3.4kHz,信道輸出的信噪比為20dB該終端輸出128個符號，各符號相互統(tǒng)計獨立，等概率出現(xiàn)，計算信道容量?！窘狻縎/

9、N 100 (即20dB)-S34信道容量 C Blog2(1 S) 3.4 103 log2(1 100) (2.26 104)b/s【解】每個像素所含信息量log 216 4bit1-11黑白電視圖像每幅含有3X105個象素，每個像素有16個等概率出現(xiàn)的亮度等級。要求每 秒鐘傳輸30幀圖像。若信道輸出信噪比30dB,計算傳輸該黑白電視圖像所要求的信道的最小 帶寬。57 ,信息傳輸率即信道容量C 4 3 10 30 (3.6 10 )b/s又因為信道輸出S/ N所以信1000 (即 30dB)道 最 小帶 寬 為10g 2 (1S/N)3.6 107log2(1 1000)(3.6 106)

10、Hz2-1已知兩個線性已調(diào)信號為f (t) cos tcos ctf (t) (1 0.5sin t)cos ct式中c 6 。分別畫出他們的波形圖和頻譜圖?！窘狻?1)f1(t)cos t cos ct的波形見圖2-1 (1) - (a),其頻譜為1，、Fi( ) ()()* ( c)( c)222 (7 )(5 )(7 )(5 )頻譜圖見圖2-1 (1) - (b)(2) f2(t)(1 0.5sinf)cos ct的波形如圖2-1 (2) - (a),其頻譜為( c)5 ) TOC o 1-5 h z ) ( c)( c)0 5.05 ()()* ( c)2 j(6 )(6 )L (7

11、)(7 )(5 )(4頻譜圖 2-1 (2) - (b)2-2 一調(diào)制系統(tǒng)如題2-2圖所示。為了在輸出端得到fi(t)和f2，試確定接收端的本地載波ci(t)和C2。cos 0tC1(t)sin0tc2(t)發(fā)送端接收端習(xí)題2-2圖,所以可確定【解:1 A點信號為fi (t)cos 0tf2 (t)sin t ,這是兩個互相正交的雙邊帶信號，它們分別采用相干解調(diào)法解調(diào)c1 (t) cos 0t c2(t) sin 0t上支路：相乘后：fi(t)cos 0t f2(t)sin 0tcos (t) 2 fi (t) cos0tf2(t)sin 0t cos 0t TOC o 1-5 h z 1i.

12、-fi (t)-fi(t)cos2 0t-f2(t)sin20t22，-r ， i經(jīng)低通，得到1fi(t)。2下支路：相乘后：fi(t)cos 0t f2 (t)sin 0tsin (t)2fi (t)cos 0t sin 0tf2(t)sin 0ti i fi (t)sin 2 0tf2 (t)f2 (t)cos2 0t22i經(jīng)低通，得到,f2(t)o22-3如題2-3圖(a)所示調(diào)制系統(tǒng)，已知f(t)的頻譜如題2-3圖(b),載頻i 2 ,1 h，且理想低通濾波器的截止頻率為1,求輸出信號s(t),并說明是何種調(diào)制信號。sin 1tsin 2t(a)習(xí)題2-3圖【解】設(shè)左邊輸入端相乘器的入

13、點為A點，上下兩個低通濾波器的入點各為B和C點，兩個低通濾波器的出點各為 D和E點,相加器上下兩個入點分別為 F和G點，相加器的出點為 H點，則該調(diào)制系統(tǒng)各點的波形如題2-3解圖所示。45g 鞏1門版蘇誨坡感GA/4告用XG蹲列I以書信號物帝,砰門門為I邊府信號.苔與J 2到下方力信號即2.“，）為T地希信號.8鼠3萬%)A2從H點的波形可以看出，該調(diào)制系統(tǒng)是一個采用混合方法產(chǎn)生1s（t） F 1SH（）SSB信號的調(diào)制器。其時域表達式為:1 _1g HYPERLINK l bookmark54 o Current Document SLSB(t) 2 f (t)cos(i2)t2?(t)si

14、n( 12)t11 HYPERLINK l bookmark59 o Current Document Susb (t)2 f(t)cos( 21)t2 ?(t)sin( 21)t2-4證明在題mX1Kf (t) Acos ctx2f(t) Acos ctsDSB (t)-22ax1bx2222aK2f(t) Acos ct2 bf(t) Acos ct2 (aK2 b)f 2(t) 2(aK2 b)f (t)Acos ct (aK22b)(Acos ct)可見，要使系統(tǒng)輸出為DSB信號，只需aK2b 0即可。即當(dāng)放大器增益滿足bK2 b時，不用濾波器也可實現(xiàn)抑制載波的 a雙邊帶調(diào)制。2-5什

15、么時候適合采用 FDM ?【答】FDM是一種利用頻譜搬移在一個物理信道中傳輸多路信號的技術(shù)，所以，要進行FDM首先要求信道的通頻帶必須大于預(yù)復(fù)用各路信號頻譜寬度總和的二倍(對于雙邊帶信號而言)，且各路載波能夠?qū)崿F(xiàn)。其次，該信道的頻率資源不緊張，允許用比較寬的頻帶傳輸信號。最后，對電路的復(fù)雜性和經(jīng)濟性要求不苛刻。2-6 FDM的理論基礎(chǔ)是什么？【答】FDM的理論基礎(chǔ)就是“信號與系統(tǒng)”課程中講過的調(diào)制定理，也叫頻譜搬移定理。該定理的內(nèi)容是：信號 f(t)與正弦型信號(cos ct和sin ct)相乘，相當(dāng)于把f(t)的頻譜F()搬移到 c處，頻譜形狀 不變，幅度減半，搬移后的頻譜仍然保留原信號的全

16、部信息。2-7設(shè)信道帶寬為10MHz，信號帶寬為1.5MHz。若采用FDM進行多路傳輸，試問該信道最多可傳輸幾路信號？【答】若采用雙邊帶調(diào)制，則每路信號帶寬為W 2 1.5 3MHz ,考慮留出保護帶(各路信號頻譜之間的空白帶)，10MHz帶寬的信道最多可復(fù)用 3路信號。若采用單邊帶調(diào)制，則每路信號帶寬為W 1.5MHz ,考慮留出一定的保護帶，10MHz帶寬的信道最多可復(fù)用 6路信號。2-8已知一個受1kHz正弦調(diào)制信號調(diào)制的角調(diào)制信號為若為調(diào)頻波,若為調(diào)相波,調(diào)頻:s(t) 100 cos( ct 25cos mt)3m增加5倍時的調(diào)頻指數(shù)和帶寬；3m減小為1/5時的調(diào)相指數(shù)和帶寬。Kfm

17、 A fmaxFMfmm增加5倍時,fm下降5倍，帶寬下降5倍調(diào)相：m減小為1/5 , KPM不變，帶寬不變。2-9在例題2-2中，若峰值頻偏變?yōu)?kHz,計算(1)、(2)、(3)?！窘狻縡 n=10kHz, A fmaX=1kHzBFm =2( Afmax+ f m)=2(1 + 10)=22 kHz ,3 F= (BU2fm) - 1=1 (22/20 ) -1=0.1(2)幅度加倍，意味著 3 f=0.2 ,所以BFm =2 (f +1 ) fm =2 (0.2+1) X 10=24 kHzBFm =2( Afmax+ f m)=2(1+20)=42 kHz3-1 TDM的理論基礎(chǔ)是什

18、么？【答】時分復(fù)用的理論基礎(chǔ)是抽樣定理。3-2 TDM與FDM勺主要區(qū)別是什么？【答】FDM是用頻率區(qū)分同一信道上同時傳輸?shù)母髀沸盘?，各路信號在頻譜上互相分開，但在 時間上重疊在一起。TDM是在時間上區(qū)分同一信道上輪流傳輸?shù)母髀沸盘枺髀沸盘栐跁r間上互相分開，但在 頻譜上重疊在一起。3-3抽樣后的信號頻譜在什么條件下發(fā)生混疊？【答】當(dāng)抽樣頻率低于模擬信號的最高頻率的 2倍時，抽樣后的信號頻譜將發(fā)生混疊。3-4量化的目的是什么？【答】量化的目的是將抽樣信號在幅值上進行離散化處理，即將無限個可能的取值變?yōu)橛邢迋€3-5什么是均勻量化？它有什么缺點？【答】均勻量化是量化間隔相等的量化。其主要缺點是無論

19、抽樣值大小如何， 量化噪聲的均方根值都固定不變，因此當(dāng)信號較小時, 信號的量化信噪比也很小，難以滿足通信系統(tǒng)的要求。3-6為什么要進行壓縮和擴張？【答】壓縮和擴張的目的是在不增加量化級數(shù)的前提下，利用降低大信號的量化信噪比來提高 小信號的量化信噪比。即信號幅度小時，量化間隔小，量化誤差?。恍盘柗却髸r，量化間隔 大，量化誤差大。保證了信號在較寬的動態(tài)范圍內(nèi)滿足通信系統(tǒng)的要求，克服了均勻量化的缺 點。方法是發(fā)信端加壓縮器，對信號進行壓縮處理；收信端加擴張器，對信號進行擴張?zhí)幚恚?壓縮器與擴張器總的傳輸函數(shù)應(yīng)為常數(shù)（也就是線性變換）。3-7對10路帶寬均為3003400Hz的話音信號進行PCM寸分

20、復(fù)用傳輸。抽樣速率為8kHz,抽 樣后進行8級量化，并編為自然二進制碼，求傳輸此復(fù)用信號信息傳輸速率?！窘狻恳驗槌闃雍筮M行8級量化，所以編碼位數(shù)為3。Rb Rb n fs kRb 10 8 103 3 2.4 105bit/s3-8設(shè)一個模擬信號f(t) 9 10cos t,若對f (t)進行41級均勻量化，求編碼所需的二進制碼 組長度和量化臺階?！窘狻恳驗?54126所以二進制碼組長度K應(yīng)取6。量化臺階V19 ( 1)410.488V413-9對一個基帶信號f(t) cos2 t 2cos4 t進行理想抽樣，為了在收信端能不失真地恢復(fù)f (t),問抽樣間隔如何選擇？若抽樣間隔取 0.2s ,

21、試畫出抽樣后的信號頻譜?！窘狻恳驗榛鶐盘柕膄(t)的最高頻率為2Hz,所以抽樣頻率fs應(yīng)滿足：fs 2 fH 4Hz抽樣間隔：Ts 0.25s fs 2 fH基帶信號白頻譜：M( )(2)(2 (4 )抽樣信號的頻譜：M s( ) M ( n s) T s n又因為樣間隔取0.2s，所以 s 10Ts抽樣信號的頻譜圖如圖題3-9所示：2 )4 )習(xí)題3-9圖3-10分別畫出帶通型信號抽樣頻率fs隨信號最高頻率分量fH和最低頻率分量 九變化的關(guān)系曲 線，并說明當(dāng)fL不斷增大時，fs的變化趨勢(注：fH與fL均以NB為變化步長，畫到N 6即可) 本題題解略。4-1在AM調(diào)制中，抽樣頻率越高，量化

22、噪聲越小。那么提高抽樣頻率對系統(tǒng)有什么不利的影響？【解】在A M調(diào)制中，抽樣頻率越高，量化噪聲越小。但增大fs ,就增加了信號的傳輸帶寬，降低了頻帶利用率。4-2 AM調(diào)制與PCM調(diào)制有何異同點？【解】增量調(diào)制是在 PCMPT式的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的另一種模擬信號數(shù)字傳輸?shù)姆椒?，可以看成是PCM勺一個特例。它具有碼位少（只有1位）、編碼設(shè)備簡單，單路時不需要同步優(yōu)點。它所產(chǎn)生二進制代碼表示模擬信號前后兩個抽樣值的差別（增加、 還是減?。┒皇谴沓闃又档拇笮　CM調(diào)制中，每一個樣值編 8位碼，編碼設(shè)備復(fù)雜，它所產(chǎn)生二進制代碼表示模擬信號瞬時抽樣值的量化值的大小。4-3按增量總和調(diào)制工作原理，畫出

23、調(diào)制器框圖和解調(diào)器框圖。本題題解略。4-4分析AM調(diào)制的二進制輸出和增量總和調(diào)制的二進制輸出分別代表什么信息？【解】增量調(diào)制的二進制代碼攜帶輸入信號增量的信息，或者說攜帶輸入信號微分的信息。A- 2調(diào)制的代碼實際上是代表輸入信號振幅的信息。5-1按CCITT建議，兩種制式的 PCM高次群復(fù)用系列中，各次群的話路數(shù)和速率分別是多少?【答】兩種制式的 PC*次群復(fù)用系列中，各次群白話路數(shù)和速率如下表：群號2M系列1.5M系列速率路數(shù)速率路數(shù)一次群2.048Mb/s301.544 Mb/s24二次群8.448 Mb/s30 X4=1206.312 Mb/s24 必=96三次群34.368 Mb/s1

24、20X4=48032.064 Mb/s96X5=480四次群139.264 Mb/s480X4=192097.728 Mb/s480X3=1440五次群564.992 Mb/s192X4=7680397.200 Mb/s1440X4=57605-2 PCM復(fù)用與數(shù)字復(fù)接有何區(qū)別？目前普遍采用數(shù)字復(fù)接的理由是什么？【答】PCM復(fù)用：對多路的話音信號直接編碼復(fù)用的方法。缺點是編碼速度非常高，對電路及元器件的精度要求很高，實 現(xiàn)起來比較困難。數(shù)字復(fù)接：將PCMT用后的低速率信號再進行時分復(fù)用，形成更多路的數(shù)字通信。優(yōu)點是經(jīng)過數(shù)字復(fù)用后的數(shù)碼率提高了，但是對每一個基群的編碼速度則沒有提高，實現(xiàn)起來容易

25、，因此目前廣泛采用數(shù)字復(fù)接來提高通信容量。5-3數(shù)字復(fù)接分幾種，復(fù)接方式有幾種？【答】數(shù)字復(fù)接的方法分：同步復(fù)接、異源復(fù)接、異步復(fù)接。復(fù)接的方式分：按位復(fù)接、按字復(fù)接、按幀復(fù)接。5-4異源（準(zhǔn)同步）復(fù)接有什么特點？【答】異源（準(zhǔn)同步）復(fù)接：被復(fù)接的各輸入支路之間不同步，并與復(fù)接器的定時信號也不同步：但是各輸入支路的標(biāo)稱 速率相同，也與復(fù)接器要求的標(biāo)稱速率相同，但仍不滿足復(fù)接條件，復(fù)接之前還需要進行碼速調(diào)整，使之滿足復(fù)接條件再進行 復(fù)接。5-5同步數(shù)字系列（SDH）相對于準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH）有哪些優(yōu)點？【答】同步數(shù)字系列（SDH相對于準(zhǔn)同步數(shù)字系列（PDH優(yōu)點是：SDH網(wǎng)有了世界性統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)

26、節(jié)點接口（ NNI）,從而簡化了信號的互通以及信號的傳輸、復(fù)用、交叉連接等過程。SDH網(wǎng)有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級，稱為同步傳遞模塊， 并具有一種塊狀幀結(jié)構(gòu)，允許安排豐富的開銷比特用于網(wǎng)絡(luò)的維護。SDH網(wǎng)有一套特殊的復(fù)用結(jié)構(gòu)，允許現(xiàn)存的準(zhǔn)同步體系（ PDH、同步數(shù)字體系、和 B-ISDN的信號都能納入其幀結(jié)構(gòu)中 傳輸，具有極強的兼容性和廣泛的適應(yīng)性。SDH網(wǎng)大量采用軟件進行網(wǎng)絡(luò)配置和控制，增加新功能和新特性非常方便，適應(yīng)將來不斷發(fā)展的需要。SDH網(wǎng)有標(biāo)準(zhǔn)的光接口。5-6 簡述SDH的復(fù)用原理。【答】SDH最基本、最重要的數(shù)據(jù)塊為同步傳輸模塊STM-1。更高級別的STM- N信號則是將 STM-

27、 1按同步復(fù)用，經(jīng)字節(jié)間插后形成的。STM 1幀結(jié)構(gòu)由9行、270列組成。每列寬一個字節(jié)即8比特，整個幀容量為（261+9） X 9=2430字節(jié)，相當(dāng)于2430X 8= 19440比特。幀傳輸速率為 8000幀/秒，即125 ds一幀，因而 STM-1傳輸速率為155.520Mb/s。STM- 1幀結(jié)構(gòu) 字節(jié)的傳送是從左到右，從上到下按行進行，首先傳送幀結(jié)構(gòu)左上角第一個8比特字節(jié)，依次傳遞，直到 9X 270個字節(jié)都送完，再轉(zhuǎn)入下一幀。6-1已知二進制數(shù)字信息序列為010011000000100111,畫出它所對應(yīng)的雙極性非歸零碼、傳號差分碼、 CMI碼、數(shù)字雙相碼的波形?！窘狻扛鞣N碼波形如

28、下圖所示：題解6-1圖6-2 已知數(shù)字碼元序列為 10011000000110000101,畫出它所對應(yīng)的單極性歸零碼、AMI碼和HDB3碼的波形?！窘狻扛鞣N碼波形如下圖所示： TOC o 1-5 h z 10011000001100000101單極性 口;: 口口11；1： 口口; rn;I i 9 1 e 1 1 r f 1f-fJ jI j s 1 tj I iI jL非歸零碼j；I ：、：，：j:：j：L L ：1i00-1 ： +1a。000 ;-1+1-000 100-10+1；k=i ； t J 1 lI I 1 I EJ I i I J Ii i | i i i | I n i

29、 i i i ir!|i-Il二 H1li H -1I|j _| 1I1 io 0 P-1 . +1 0 0 0 +v 0 -1+1 -b i 0. 0 -v 0 +1 0 -1 i4iFFIiiqiiliiliEllfetii題解6-2圖AMI碼、HDB 3碼表示時的波形圖。6-3 有4個連l與4個連0交替出現(xiàn)的序列，畫出用單極性不歸零碼、 【解】各種碼波形如下圖所示：題解6-3圖6-4已知信息速率為64kb/s,若采用“=0.4的升余弦滾降頻譜信號,(1)求它的時域表達式；(2)畫出它的頻譜圖；(3)求傳輸帶寬；(4)求頻帶利用率?！窘狻?1)當(dāng)0“ 1時的升余弦滾降特性 H(3)(1)T

30、sH()萬1Ts s Sin 2tS(1Ts(1)Ts)相應(yīng)的時域特性為SaTtcos( t/Ts)1 4 2t2/TS21fS164 103代入，得到它的時域表達式Sa6.4104tcos(2065104) 41 2.62 10它的頻譜圖如下圖所示。題解6-4圖(3)傳輸帶寬因為0.4,即有 fH (1 )fs 1.4fs 1.4 64 89.6(kHz)(4)頻帶利用率22b 1.43 bit / s.Hz11 0.46-5設(shè)基帶系統(tǒng)的發(fā)送濾波器、信道及接收濾波器組成的總特性為 圖題6-5所示各種H (3)能否滿足抽樣點上無碼間串?dāng)_的條件?H ()，若要求以2/Ts波特的速率進行數(shù)據(jù)傳輸，

31、試檢驗題6-5圖【解】解題思路：由各小題解答如下:HO) 一等效矩形一求 2 B(B)為等效矩形帶寬 一R=2與2/Ts比較。(a) H()2 B Ts 其它2Ts 12無碼間干擾傳輸碼率 RBmax 2B p maxIs Ts所以該H(3)不滿足抽樣點上無碼間串?dāng)_的條件。 TOC o 1-5 h z 33(b)因為 3- 2 B B Ts2Ts一一.32所以 Rx 2B - 1 s 1 s這時雖然傳輸速率小于奈奎斯特速率，但是因為RBmax不是2/Ts的整數(shù)倍，所以仍然不滿足抽樣點上無碼間串?dāng)_的條件。這可以用下圖來說明，圖中 h(t)是該H(3)的單位沖擊響應(yīng)，從圖中已知無碼間干擾的最小時間

32、間隔為Ts Ts/3,無碼間 TOC o 1-5 h z 干擾的最大傳碼率為 RBmax ob maxIs Is因為2/Ts不是3/Ts的整數(shù)分之一，所以抽樣仍然不能滿足抽樣點上無碼間串?dāng)_的條件。一、，21(c)因為 一 2 B B TsTs ,2所以 qmax 2B - 1s所以這是正好滿足無碼間串?dāng)_的條件。，、1(d)因為一 2 B B Ts2Ts12所以無碼間串?dāng)_傳輸最大速率RBmax 2B b max1s 1s 所以該H(3)不滿足抽樣點上無碼間串?dāng)_的條件。6-6設(shè)二進制基帶系統(tǒng)的傳輸特性為Ho 1 cos o ,/ o0 ,其它試確定系統(tǒng)最高的碼元傳輸速率解法1:根據(jù)已知有Rb及相應(yīng)

33、的碼元間隔Tso傳輸函數(shù),2 0, H為升余弦型,如題解 6-62 000,圖所示,H2 0分成寬度為它示理想低通特性。/ 0其它一的小段，然后將各小段在0等效矩形, 上疊加，將構(gòu)成等效低通(矩形) 2 0 2等效矩形寬度為Beq最高的碼元傳輸速率Rb2Beq相應(yīng)的碼元間隔TsRb解法2:令0T上代入上式得:20 ,此傳輸函數(shù)就是其它1的升余弦頻譜特性的傳輸函數(shù)，所以RbTs2 06-7試求用兩個相隔一位碼元間隔的更好 波形的合成波來代替?zhèn)鬏斚到y(tǒng)沖激響應(yīng)的小波形的頻譜，并說明其傳遞函數(shù)的xx特點?！窘狻扛鶕?jù)題意有時域表達式sin t sin(t T)t t T轉(zhuǎn)換到頻域有G21 e j此式即為

34、其傳輸函數(shù)，可以看出傳輸函數(shù)為余弦形式，而帶寬并未寬展，但值變大。6-8已知某線性反饋移位寄存器的特征多項式系數(shù)的八進制表示為107,若移位寄存器的起始狀態(tài)為全1,(1)求末級輸出序列；(2)輸出序列是否為 m序列？為什么？【解】(1)因為特征多項式系數(shù)的八進制表示為107,所以特征多項式為f x x6 x2 x 1該反饋移位寄存器的結(jié)構(gòu)如下圖所示。a4a3a2aia0輸出反以 a6 a2 a a0在移位寄存器的起始狀態(tài)為全(2)輸出序列不是 m序列,題解6-8圖111 。1情況下，經(jīng)過1次移位，移位寄存器的狀態(tài)仍然為1,所以末級輸出序列為因為特征多項式不是本原多項式。6-9已知移位寄存器的特

35、征多項式系數(shù)為51,若移位寄存器起始狀態(tài)為10000,(1)求末級輸出序列；(2)驗證輸出序列是否符合 m序列的性質(zhì)。【解】(1)因為移位寄存器的特征多項式系數(shù)為51,其本原多項式如下表。本原多項式以F1(x)=x 5+x2+1為例，畫出其5級線性反饋移位寄存器如題解6-9圖所示。圖6-24 5級反饋移位寄存器的結(jié)構(gòu)511 0 10 0 1G）G C2C3C4C5F1（x）=x 5+x2+1C5 C4 C3C2GC0F2（x）=x 5+x3+1則求出其末級輸出序列為：0000101011101100011111001101001(2)因為序列周期為 51 ,周期25-1符合m序列周期為2n-1

36、的性質(zhì)。序列中有16個“1”碼，15個“ 0”碼，基本平衡。游程共有16個，其中：游程長度為1的有8個，“1”碼“0”碼游程各為4個；游程長度為2的有4個，“1”碼“0”碼游程各為2個；游程長度為3的有2個，“1”碼“ 0”碼游程各為1個；游程長度為4的有1個，“0”碼游程；游程長度為5的有1個，“1”碼游程；其自相關(guān)函數(shù)為：A D 1A D316-10設(shè)計一個由5級移位寄存器組成的擾碼和解擾系統(tǒng),(1)畫出擾碼器和解擾器方框圖；(2)若輸入為全1碼，求擾碼器輸出序列?！窘狻?1)擾碼器和解擾器方框圖如下 ：輸入擾碼序列D 1輸出序列(a)解碼器(2)若輸入為全1碼,圖6-25 擾碼器和解擾器

37、方框圖擾碼器輸出序列為:11100100010101111011010011000007-1設(shè)發(fā)送數(shù)字信息為二元序列ak =010111010011,試畫出ASK、 FSK、 PSK和DPSK信號波形圖?！窘狻扛鞣N信號波形如圖所示。習(xí)題7-1圖7-2在相對相移鍵控中，假設(shè)傳輸?shù)牟罘执a是01111001000110101011,且規(guī)定差分碼的第一位為0,試求出下列兩種情況下原來的數(shù)字信號：(1)規(guī)定遇到數(shù)字信號為1時，差分碼保持前位信號不變，否則改變前位信號；(2)規(guī)定遇到數(shù)字信號為0時，差分碼保持前位信號不變，否則改變前位信號。【解】(1)規(guī)定遇到數(shù)字信號為 1時，差分碼保持前位信號不變，否則

38、改變前位信號，則原來的數(shù)字信號為：01111001000110101011(2)規(guī)定遇到數(shù)字信號為0時，差分碼保持前位信號不變，否則改變前位信號，則原來的數(shù)字信號為：00111010011010000001或010001011001011111107.3設(shè)輸入二元序列為 0, l交替碼，計算并畫出載頻為fc的PSK信號頻譜?！窘狻繉τ陔p極性矩形基帶信號，PSK信號的頻譜為PefsP(1 P)G(ffc)2G(ffc)21_22_2-fs2(1 2P)2|G(0) (ffc)(f fc)4其中，G(f) TSa(fTs)。因為二元序列為 0、1交替碼，故P=1/2,所以上式可化為：Pe TsSa

39、2 (ffc)Ts Sa2 (f fc)Ts頻譜圖如圖所示。7-4某一型號的調(diào)制解調(diào)器(Modem)利用FSK方式在電話信道 6003000Hz范圍內(nèi)傳送低速二元數(shù)字信號，且規(guī)定 fi=2025Hz代表空號,f2=2225Hz代表傳號，若信息速率 Rb= 300b/s,求FSK信號帶寬。【解】FSK帶寬為B2FSK2Bbf2f1=2300+ 2225 2025 =800Hz2 FSKB 217-5數(shù)字基帶信號g如圖所示。試畫出MASK信號的波形；試大致畫出MFSK的信號波形?！窘狻?1)由圖可以看出，基帶信號是一個4進制序列，因此可對應(yīng)進行 4ASK調(diào)制，其調(diào)制后的波形如圖(a)。(2)其對應(yīng)

40、的4FSK波形如圖(b)。(a)習(xí)題7-5解7-6待傳送二元數(shù)字序列 a 7 =1011010011 o(l)試畫出QPSK信號波形。假定載頻 f0=Rb=l/T, 4種雙比特碼00、01、11、10分別用相位偏移 0、兀/2、3兀/2的振蕩 波形表示；(2)寫出QPSK信號表達式?！窘狻?1)根據(jù)題意畫出 QPSKt形如圖。t習(xí)題7-6解(2) QPSK言號表達式 TOC o 1-5 h z s takcosctbk sin ctak,bk取1或s takcosct- bk sinct 一ak,bk取1447-7已知電話信道可用的信號傳輸頻帶為(1)采用a=l升余弦滾降基帶信號時，(3) 采

41、用a=0.5升余弦滾降基帶信號時,【解】信道帶寬 B=3000-600=2400H z600Hz3000 Hz,取載頻為1800 Hz,說明:QPSK調(diào)制可以傳輸2400b/s數(shù)據(jù)；8PSK調(diào)制可以傳輸4800b/s數(shù)據(jù)。碼元速率R -log 2 41基帶信號寬度B 1一2所以當(dāng)fc 1800 Hz時，(2)=0.5 的 8PSK碼元速率R90log 2 81基帶信號寬度B1一2所以當(dāng)fc 1800 Hz時，(111000),(1)=1 的 QPSK1200baud1200 1200HZ1的QPSKT以彳輸2400b/s數(shù)據(jù)。1600baud1600 1200HZ0.5的8PSK可以傳輸2400b/s數(shù)據(jù)。7-8采用8PSK調(diào)制傳輸4800b/s數(shù)據(jù)：(1)最小理論帶寬是多少？(2)若傳輸帶寬不變，而數(shù)據(jù)率加倍，則調(diào)制方式應(yīng)作何改變？1 4800【斛】(1)取小甲范 B Rb HZ 800Hz2 10g 2 8(2)若傳輸帶寬不變，則波特率不變，故應(yīng)提高碼元進制數(shù)，應(yīng)采用16PSK 16QA網(wǎng)制。為達到相同誤比特率，