通信原理答案5[蒼松教學(xué)]

1、第五章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)第六章 設(shè)隨機(jī)二進(jìn)制序列中的0和1分別由g（t）和-g（t）組成，它們的出現(xiàn)概率分別為P及（1-P）：求其功率譜密度及功率；解：（1）隨機(jī)二進(jìn)制序列的雙邊功率譜密度為Ps()=fsP(1-P)|G1(f)-G2(f)|2 + |fsPG1(mfs) + (1-P)G2(mfs)|2(f- mfs)由g1(t)=-g2(t)=g(t)得Ps()= 4fsP(1-P)G2(f) + fs(1-2P)2|G(mfs)|2(f- mfs)式中，G(f)是g（t）的頻譜函數(shù)，在功率譜密度Ps()中，第一部分是其連續(xù)譜部分，第二部分是其離散成分。隨機(jī)二進(jìn)制序列的功率為S=1/2Ps

2、()d =4fsP(1-P)G2(f)df + |fs(1-2P) G(mfs)|2(f- mfs)df =4fsP(1-P)G2(f)df + fsP(1-P)2|G(mfs)|2(2)當(dāng)基帶脈沖波形g(t)為 g(t)的傅立葉變換G(f)為因?yàn)橛深}（1）中的結(jié)果知，此時(shí)的離散分量為0。 （3）g（t）的傅立葉變換G（f）為所以該二進(jìn)制序列存在離散分量1. 設(shè)某二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的基本脈沖為三角形脈沖，如圖所示。圖中為碼元間隔，數(shù)字信號(hào)“1”和“0”分別用g(t)的有無表示，且“1”和“0”出現(xiàn)的概率相等：（1） 求該數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜密度，并畫出功率譜密度圖；（2） 能否從該數(shù)字基帶信中

3、提取碼元同步所需的頻率的分量，若能，式計(jì)算該分量的功率。解：（1）對(duì)于單極性基帶信號(hào)，隨機(jī)脈沖序列的功率譜密度為當(dāng)p=1/2時(shí)由圖可得g（t）的傅立葉變換G（f）為代入功率譜密度函數(shù)式，得功率譜密度如圖所示。（2）由圖5-7（b）中可以看出，該基帶信號(hào)的功率譜密度中含有頻率的離散分量，故可以提取碼元同步所需的頻率的分量。由題（1）中的結(jié)果，該基帶信號(hào)的離散譜分量為當(dāng)m取1時(shí)，即時(shí)，有所以該頻率分量的功率為2. 設(shè)某二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)中，數(shù)字信號(hào)“1”和“0”分別由g（t）和-g（t）表示，且“1”和“0”出現(xiàn)的概率相等，g（t）是余弦頻譜脈沖，即（1） 寫出該數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜密度表達(dá)式，并

4、畫出功率譜密度圖；（2） 從該數(shù)字基帶信號(hào)中能否直接提取頻率的分量；（3） 若碼元間隔，試求該數(shù)字基帶信號(hào)的傳碼率及頻譜寬度。解：（1） 當(dāng)數(shù)字信號(hào)“1”和“0”等概率出現(xiàn)時(shí)，雙極性基帶信號(hào)的功率譜密度已知，其傅立葉變換為代入功率譜密度表達(dá)式中，有，如圖所示：3. 雙極性數(shù)字基帶信號(hào)的基本脈沖波形如圖所示。它是一個(gè)高度為1，寬度，的矩形脈沖，且已知數(shù)字信號(hào)“1”的出現(xiàn)概率為1/4。（1）該雙極性信號(hào)的功率譜密度的表達(dá)式，并畫出功率譜密度圖；（2） 由該雙極性信號(hào)中能否直接提取頻率為的分量？若能，試計(jì)算該分量的功率。解：（1）雙極性基帶信號(hào)的功率譜密度為當(dāng)P=1/4時(shí)，有已知，故將上式代入, 得

5、將代入上式中得功率譜密度如圖所示。（2）由圖可以看出，由該雙極性信號(hào)可以直接提取頻率為的分量。該基帶信號(hào)中的離散譜分量為當(dāng)m去正負(fù)1時(shí)有所以頻率為分量的功率為4. 已知信息代碼為100000000011，求相應(yīng)的AMI碼、HDB3碼、PST碼及雙相碼。解：AMI碼：+100000000-1+1HDB3碼：+1000+V B00-V0+1-1PST 碼：（+模式）+0-+-+-+-+-（-模式）-0-+-+-+-+-雙相碼：10 01 01 01 01 01 01 01 01 01 10 105. 已知信息代碼為1010000011000011，試確定相應(yīng)的AMI碼及HDB3碼，并畫出波形圖。A

6、MI 碼：+10-100000+1-10000+1-1BHD3碼：+1 0 1 0 0 0 V 0 +1 1 + B 0 0 +V 1 +16. 某基帶傳輸系統(tǒng)接收濾波器輸出信號(hào)的基本脈沖為如圖所示的三角形。（1） 求該基帶傳輸系統(tǒng)的傳輸函數(shù)（2） 設(shè)信道的傳輸函數(shù)，發(fā)送濾波器和接收濾波器具有相同的傳輸函數(shù)，即，試求此時(shí)的或的表達(dá)式。解（1） 由圖得該基帶傳輸系統(tǒng)的傳輸函數(shù)為（2） 基帶傳輸?shù)膫鬏敽瘮?shù)由發(fā)送濾波器、信道和接受濾波器組成，即若 ，則所以 7. 設(shè)某基帶傳輸系統(tǒng)具有如圖所示的三角形傳輸函數(shù)：（1） 求該系統(tǒng)接收濾波器輸出基本脈沖的時(shí)間表達(dá)式；（2） 當(dāng)數(shù)字基帶信號(hào)餓傳碼率時(shí)，用奈奎

7、斯特準(zhǔn)則驗(yàn)證該系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)無碼間干擾傳輸？解（1） 由圖可得該系統(tǒng)輸出基本脈沖的時(shí)間表達(dá)式為（2） 根據(jù)奈奎斯特準(zhǔn)則，當(dāng)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)無碼間干擾傳輸時(shí)，應(yīng)滿足8. 設(shè)基帶傳輸系統(tǒng)的發(fā)送濾波器、信道及接收濾波器組成總特性為，若要求以2/Baud的速率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，試檢驗(yàn)圖所示的滿足消除抽樣點(diǎn)上的碼間干擾的條件否？解 容易驗(yàn)證，除（c）之外，（a）、（b）（d）均不滿足無碼間干擾傳輸?shù)臈l件。9.（1） 試檢驗(yàn)該系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)無碼間干擾傳輸；（2） 試求該系統(tǒng)的最大碼元傳輸速率為多少？這時(shí)的系統(tǒng)頻帶利用率為多少？解 （1） 根據(jù)奈奎斯特準(zhǔn)則，若系統(tǒng)滿足無碼間干擾傳輸?shù)臈l件。可以驗(yàn)證：（2）10.解：根據(jù)奈

8、奎斯特準(zhǔn)則可以證明，（a）、（b）、（c）三種傳輸函數(shù)均能滿足無碼間干擾的要求。下面我們從頻帶利用率、沖激響應(yīng)“尾巴”的衰減快慢、實(shí)現(xiàn)的難易程度三個(gè)方面來分析對(duì)比三種傳輸函數(shù)的好壞。（1） 頻帶利用率傳輸函數(shù)（b）的帶寬為（2） 沖激響應(yīng)“尾巴”的衰減快慢程度（a）、（b）和（c）三種傳輸特性的時(shí)域波形分別為11. 二進(jìn)制基帶系統(tǒng)的分析模型如圖所示，現(xiàn)已知12. 若上題中 13.輸出理想低通相減輸入解：14. 若上題中輸入數(shù)據(jù)為二進(jìn)制的，則相關(guān)編碼電平數(shù)為3；若輸入數(shù)據(jù)為四進(jìn)制（+3，+1，-1，-3），則相關(guān)編碼電平數(shù)為7。一般地，若部分響應(yīng)波形為15. 以參考文獻(xiàn)1中第IV部分響應(yīng)為例。試

9、畫出包括預(yù)編碼在內(nèi)的系統(tǒng)組成方框圖解：第IV部分響應(yīng)系統(tǒng)的組成方框圖如圖所示。模2判決接受濾波信道發(fā)送濾波相減收發(fā)16. 對(duì)于雙極性基帶信號(hào)，試證明其碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)，抽樣判決器輸入端得到的波形可表示為17. 試證明對(duì)于單極性基帶波形，其最佳門限電平為證明：對(duì)于單極性基帶信號(hào)波形，在一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)，抽樣判決器輸入端得到的波形可表示為 18.19. 20. 某二進(jìn)制數(shù)字基帶系統(tǒng)所傳輸?shù)氖菃螛O性基帶信號(hào)，且數(shù)字信號(hào)“1”、“0”的出現(xiàn)概率相等。21. 某二進(jìn)制數(shù)字基帶系統(tǒng)所傳輸?shù)氖菃螛O性基帶信號(hào)，且數(shù)字信號(hào)“1”、“0”的出現(xiàn)概率相等。22. 若將上題中的單極性改為雙極性基帶信號(hào)，其他條件不變，重做上題。23. 設(shè)隨機(jī)二進(jìn)制序列中的0和1分別由g（t）和-g（t）組成，它們的出現(xiàn)概率分別為P及（1-P）：若g(t)為如圖5-6（a）所示波形，Ts為碼元寬度，問該序列存在離散分量fs=1/Ts否？解：當(dāng)基帶脈沖波形g(t)為g(t)的傅立葉變換G(f)為因?yàn)橛深}（1）中的結(jié)果知，此時(shí)的離散分量為0。24. 設(shè)隨機(jī)二進(jìn)制序列中的0和1分別由g（t）和-g（t）組成，它們的出現(xiàn)概率分別為P及（1-P）：若g(t)為如圖所示波形，Ts為碼元寬