通信原理部分习题答案

现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全现代通信技术第2章通信系统中的信号与噪声部分习题解答现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全24某系统对输入信号X（T）的响应为DTTDXTY，求1系统的传输函数H；2当输入功率密度谱为PX时的输出功率密度谱PY；3若用RC网络来近似实现该系统,试问该系统具有何种电路结构,参数该如何选择解1因为XJYDTTDXTYJH所以（2）222XXYPPHP现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全（3）XTYTRCR0DTTDXCRTYRCXTYTRCRCJRCJRCJRCJRH11DTTDXRCTYRC现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全27随参信道的双径传播模型如图所示，假设双径时延1S，试求该信道在哪些频率上传输损耗最大选用哪些频率传输信号最有利解对于双径传播，接收信号为两者之和0TRSTSTSII它的等效网络的传递函数为JIRESSH10JIIRESSS0现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全信道的幅频特性传输损耗最大的频点为其它当当SINCOS112121|1|22RRNRNRREHJ|H|1R1R02345传输信号最有利的频点为HZ102122126NNFHZ106NNF现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全216相干解调器的数学模型如图所示，求窄带带通噪声通过相干解调器之后的输出噪声功率密度谱。TTNTTNTNICCSINCOSQTTNTTNTNTTTNTTNTTTNTTNTTNTRCQCIICCQCICCQCICL2SIN2COSCOSSIN2COS2COS2SINCOSCOS22BRECTPPPPCNCNNNQIDUUTUTNUHDUUTRUHTNCLICOS2输入窄带带通噪声证明输出噪声功率密度谱设低通滤波器的冲激响应为HT，则低通滤波器的输出即噪声的同相分量为乘法器的输出（低通滤波器的输入）其中B为窄带带通噪声的带宽现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全DUDVEEEEDEPVHUHDUDVVUVUTVURVHUHDUDVVTUTVTNUTNEVHUHDVVTVTNVHDUUTUTNUHETNTNETTRVUJVUJVUTJVUTJVUJNCCNCCCCIINCCCCI21COS22COS2COSCOS4COS2COS2,22DDVEVHDUEUHEPDDVEVHDUEUHEPDDVEVHDUEUHEPEDDVEVHDUEUHEPEVJUJJNVJUJJNVJUJJNTJVJUJJNTJCCCCCCCCCCCCCC22212122噪声同相分量的自相关函数为现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全DDVEVHDUEUHEPDDVEVHDUEUHEPDDVEVHDUEUHEPEDDVEVHDUEUHEPETNTNETTRVJUJJNVJUJJNVJUJJNTJVJUJJNTJIINCCCCCCCCCCCCCCI22212122,DEHPDEHPDHHEPEDHHEPECCCCCCJCNJCNCCJNTJCCJNTJ2222|21|2122现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全DEHPDEHPDHHEPEDHHEPETTRCCCCCCIJCNJCNCCJNTJCCJNTJN2222|21|2122,DEHPDEHPTTRJCNJCN22N|21|21,I，则上式变为，令，并且因为CCCCCCHHHH0无关，则上式变为与，并且注意到上式右边，再令TDEHPPRJCNCNNI2|21现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全DEHPPRJCNCNNI2|21DEBRECTPPRJCNCNNI2|21BRECTPPPCNCNNI为功率密度谱的傅立叶变换即的自相关函数由此可见，同相分量RNINIINPT时，有通滤波器，且带宽为当低通滤波器为理想低2/BBRECTPPPCNCNNQ同理可证现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全218假设相干解调器的输入是均值为零、功率密度谱为N0/2的高斯白噪声，求（1）输出噪声功率密度谱；（2）输出的均值和方差；（3）输出噪声的概率密度函数。2RECT42RECT410MMCNCNYNPPP0|0（2）均值HMMXY方差44210212002222222MYYYYYYNDNDPMTYEMTYEMTYEMTYEMM（3）输出噪声的概率密度函数ENYNYPMMMYYEY022222122102解（1）由题216的结论知输出噪声功率谱为现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全现代通信技术第3章模拟通信部分习题解答现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全解（1）调制和解调的原理框图如下33如果调制信号103COS101COS33TTTM，它们调制在2CFMHZ的载频上产生双边带（DSB）信号，接收机的参考载频为1999MHZ（1）画出调制和解调的原理框图；（2）画出已调信号的频谱示意图；（3）假设接收机输出低通滤波器的截止频率为3KHZ，试问解调输出哪些频率的信号（2）已调信号的频谱示意图如下现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全（3）假设接收机输出低通滤波器的截止频率为3KHZ，由频谱搬移示意图可见，解调输出频率为05KHZ、15KHZ和25KHZ的信号。105COS103COS101COS2413330TTTTS相干解调器的输出为现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全1099932COS103COS101COS21105COS101COS103COS101COS411099932COS102COS103COS101COS211099912COS104COS103COS101COS1099912COS6333333633366336TTTTTTTTTTTTTTTTTSDSB104COS103COS101COS633TTTTSDSB解析计算相干解调器中乘法器的输出为相干解调器的输出为105COS103COS101COS2413330TTTTS现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全解（1）因为10202COS10202COS212COS1040COS2COS6060060TFTFTMTFTTMTFTSI所以由606010901050FF或6606601070102010701020FF或可得（2）滤波器的幅频特性如图所示34在图P34所示变频系统中，输入是一个DSB双边带信号，在20MHZ两边都有1MHZ边带，要求输出中心频率为70MHZ的DSB信号（1）确定加到乘法器的本地振荡信号的频率；（2）画出所要求的滤波器的幅频特性曲线，并标出频率参数。现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全35某信道具有白噪声功率谱密度，传输DSB信号，调制信号的上限频率为5KHZ，载频为100KHZ，发射机输出已调信号边带功率为10KW，从发射机到接收机解调器输入端的传输衰减是100DB，求（1）接收机输入端理想带通滤波器的传输特性H（F）；（2）解调器的输入信噪比和输出信噪比。（3）解调器输出噪声的功率密度谱。分析发射机MTBPF解调器1/2MT1/2INT现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全解（1）接收机输入端理想带通滤波器的传输特性33100101001010101010FFHFRECTRECT3319510|105100FHF其它105100959510010501HFFKHZ现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全（2）解调器的输入信噪比和输出信噪比31392101010210WIINNPFDF6910500210IISN由DSB2G得001000SN361010101010W1010TISS10LG100TISS由得105100951051009501HFFKHZ现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全（3）解调器输出噪声的功率密度谱因为012NNTIT，所以29100111210510444NINITN010140351051022510NNPFB低通现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全当同频同相的条件不满足时，同步误差对相干解调输出有何影响VSBSINCOSSSBSINCOSDSBCOSTTMQTTMTTMTTMTTMTSCCCCCIVSB21SSB21DSB21TS0TMTMTM311在相干解调中，若相干载波存在同步误差，即相干载波与发送载波存在频率差和（或）相位差，使相干载波为，试分析（1）同步误差对DSB相干解调的影响；（2）同步误差对SSB相干解调的影响；（3）同步误差对VSB相干解调的影响。现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全在不考虑噪声干扰情况下，并假设00，则乘法器的输出为2COSCOS21COSCOSCOSTTTMTTTMTTSTRCCCCIL经LPF滤除倍频分量后的输出信号为（1）同步误差对DSB相干解调的影响COS210TTMTSA频率误差对解调输出的影响当0，0时，DSB解调输出为TTMTSCOS210解调输出信号受一个随时间变化的余弦函数加权，将产生严重失真。现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全当0，0时，DSB解调输出为COS210TMTS解调输出信号以COS衰减。当/2时，输出为零；当|/2时，输出信号不仅幅度衰减，而且还会改变极性；如果不恒定而随时间变化，则将使输出信号发生失真。B相位误差对解调输出的影响现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全在不考虑噪声干扰情况下，并假设00，则乘法器的输出为2SINSIN212COSCOS21COSSINCOSCOSTTTMTTTMTTTMTTMTTSTRCCCCCCIL经LPF滤除倍频分量后的输出信号为（2）同步误差对SSB相干解调的影响SINCOS210TTMTTMTSA频率误差对解调输出的影响当0，0时，SSB解调输出为TTMTTMTSSIN21COS210解调输出信号发生频率偏移，引起信号失真。现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全当0，0时，SSB解调输出为SINCOS210TMTMTS相位不同步，将使解调输出信号产生相位失真。上边带信号的相位失真为，下边带为；相位失真对话音信号的影响不显著；对数字信号和图像信号的影响显著。B相位误差对解调输出的影响SSB解调输出的频谱为021SINJCOS21021SINJCOS21SINCOS21JJ0EMMEMMMMS00JMJMM（3）同步误差对VSB相干解调的影响与对SSB的影响类似。现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全312若基带信号最高频率分量为27KHZ，先对53KHZ载频进行DSB调制，再进行频率调制，设调频信号的最大频偏为40KHZ，（1）求接收机输入端带通滤波器的带宽；（2）画出调制与解调系统的原理框图。解（2）调制与解调系统的原理框图调频LPFBPF调频解调3COS25310T40KHZF3COS25310T（1）接收机输入端带通滤波器的带宽2240275396KHZMBFFMT现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全313某角调制信号为4000COS10102COS86TTTS（1）求该信号的载频、最大频偏、调制指数和带宽；（2）试问该信号是FM信号还是PM信号解（1）该信号的载频1106HZ调制指数10|MAXTDHZ1024F最大频偏带宽4MAX4MAXMAX104|4000SIN104|TTDTDTDD（2）试问该信号是FM信号还是PM信号HZ1044102110233FB现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全314某角调制信号为104SIN4102COS1038TTTS（1）求该信号的载频、最大相位偏移和最大频偏；（2）如果它是PM调相信号，并且2PMK，求调制信号TM；（3）如果它是FM调频信号，并且500FMK，求调制信号TM。解（1）该信号的载频1108HZ最大相位偏移|DT|MAX|4SIN4103T|MAX4最大频偏|DT|MAX|44103COS4103T|MAX16103F8103HZ（2）如果该信号是PM调相信号，并且KPM2，则调制信号104OS104450033TCTM所以，调制信号104OS323TCTM（3）如果该信号是FM调频信号，并且KFM500，则104SIN23TTM现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全幅度为5V，试求（1）FM信号的表示式SFMT；（2）最大频偏、调频指数和带宽。其中）（HZCOS200010410147TTF316已知FM信号的瞬时频率为解（1）FM信号的表示式SFMT40SIN2000105COS2D25COS7FMTTTTFTS（2）最大频偏、调频指数和带宽。）（HZ104|4MAXDTF40|MAXDFMT）（）（HZ1082123MFMFBF现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全FMCOSSSBSINCOSAMCOSDMTATTMTTMTTMATSTSCCCCCCI320假设解调器输入端的信号功率比发送端的功率低100DB，信道白噪声具有功率密度谱，调制信号的频率为10KHZ，要求接收机的输出信噪比为26DB，试求在下列情况下的发送功率应是多少（1）50的标准调幅；（2）单边带调幅；（3）最大频偏为25KHZ的调频。现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全假设发送功率为ST，因解调器输入端的信号功率比发送端的功率低100DB，即解TISS1010100LG10ITSS所以接收信号功率为或者发送信号功率为ITSS1010接收机解调器输入噪声功率为FM2NSSB2NAMN000BNMMI现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全由解调增益IIOONSNSG得IINNSGS001由假设，解调器输出信噪比为26DB，即26LG1000NS620010NS得因此IIITNGNNSGSS11011010612001010现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全ITNGS110612FM3SSB1AM2222232TMBKTMATMNSNSGMFMCIIOOFM2NSSB2NAMN000BNMMI现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全现代通信技术第4章数字通信部分习题解答现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全4KHZ826422BITNFFFSM解（1）该系统所能允许的信息信号的最高频率为（2）系统的最小传输带宽为43一PCM系统采用均匀量化编码，二进制码组的码位数为8，传输速率为64KB/S，求（1）该系统所能允许的信息信号的最高频率；（2）系统的最小传输带宽；（3）当信息信号MTACOS2000T时的输出量化信噪比。32KHZ2642BAUTFB（3）对于均匀量化，当信息信号MTACOS2000T时的输出量化信噪比为125612222MSQQ现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全45假设某单极性信号的最大幅值为128V，若对该信号进行均匀量化并编码为8位二进制码，求（1）量化间隔；（2）信号电平为95V时的量化编码码字；（3）码字“01101011”对应的信号电平。解（1）量化间隔12828005V（2）信号电平为95V时的量化间隔数为950051901901（10111101）（3）码字“01101011”对应的十进制数为107，所以对应的信号电平为1071005540V现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全46已知自然二进制码为“10101001”，求它对应的格雷码和折叠二进制码。自然二进制码1010011111000110110101格雷码1折叠二进制码1解现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全47已知格雷码为“11001001”，求它对应的自然二进制码和折叠二进制码。解格雷码1100010010001100101110自然二进制码1折叠二进制码1现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全48已知折叠二进制码为“10110011”，求它对应的自然二进制码和格雷码。解折叠二进制码1011010101100001011111自然二进制码1格雷码1现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全49采用A率13折线非线性量化编码，最小量化间隔为V1。以V1为单位的两个量化抽样值分别为367V1和891V1。求（1）这两个量化抽样值各自对应的编码码组和量化误差；（2）接收端译码输出的量化电平值及其相对于发送端的量化抽样值的量化误差。解（1）对于367V1，因为P1367128，X1；367512，Y0；367256，Z1256128367，A0；25664367，D0所以367V111010110误差367V1352V115V1现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全对于891V1，因为P0891128，X1；891512，Y1；891891，B0；51225664891，C1；5122566432891，D1所以891V101101011误差891V1864V127V1（2）接收端译码输出3528V1360V1误差7V186416V1880V1误差11V1现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全413一时分多路PCM复用系统，传输三路信号，其最高频率分量分别为3KHZ、6KHZ和12KHZ，采用均匀量化编码，量化级数为128，帧同步码字与信息码字等长。（1）若各路信号均按奈奎斯特间隔抽样，试设计抽样方案；（2）画出帧结构示意图；（3）求系统的数码率和最小传输带宽。解（1）因为三路信号的最高频率分量分别为3KHZ、6KHZ和12KHZ，若各路信号均按奈奎斯特间隔抽样，则抽样频率分别为6KHZ、12KHZ和24KHZ，也就是说在对3KHZ的第一路信号抽一次样的时间间隔内，要对6KHZ的第二路信号和12KHZ的第三路信号分别抽2次和4次样。现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全（2）因此，可以将第一路信号的抽样间隔等分为8个时隙，时隙安排和帧结构示意图如下帧3231323帧32323同步同步一帧3因为抽样频率为6KHZ，每帧8个时隙，每个时隙传输一个抽样值，每样值编码为7位二进制码，因此系统的数码率为687336KBIT/S若采用二进制传输，则最小传输带宽为168KHZ。现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全417一个M序列发生器如图所示，它由四级D触发器构成反馈移位寄存器，当初态A1A2A3A40001时，分析在时钟脉冲序列CP的作用下，反馈移位寄存器的状态转移情况，并求输出序列。解0001100001000010100111000110101101011010110111101111011100110001输出100010011010111100010011010111现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全423已知（7，4）码的生成矩阵为0111000110010010100101110001G（1）求它的全部码字；（2）监督矩阵H；（3）若接收码字为R（1010110），确定是否有错；若有错，求正确的码字。现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全解（1）求它的全部码字根据CIG，可以求出当信息码为0000，0001，1111时的全部编码输出码字。例如101101001110001100100101001011100011011GIC现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全（2）监督矩阵H0111000110010010100101110001G根据监督矩阵H与生成矩阵G之间的关系，由生成矩阵可得监督矩阵H100011100111010011011H现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全（3）若接收码字为R（1010110），则伴随式为0100110101100011100111010011011HRSTT伴随式不为零，说明接收码字有错。由于伴随式的值与监督矩阵的第6列对应，所以正确的接收码字应为（1010100）。现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全424已知（7，4）循环码的生成多项式为,求（1）生成矩阵和监督矩阵；（2）若信息码I（0101），求输出码字C；（3）若接收码字为R（1010100），确定是否有错；若有错，求正确的码字。123XXXG解解（1）根据7，4循环码的生成多项式GXX3X21，可得621MOD|GXVXXXX52MOD|1GXVXXX423MOD|1GXVXXXX324MOD|1GXVXXX现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全41000110010001100101110001101GIP3101110011100100111001THPI6254232111XXXXXGXXXXXX现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全（2）当信息码字I（0101）时的编码输出码字C为100011001000110101010111000101110001101CIG现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全（3）如果接收的码字是R（1010100），则伴随式S为由于伴随式不等于零，所以接收码字有错。且伴随式的结果与监督矩阵的第四列相同，根据最大似然译码法可判断是码字的第四位有错，故正确的码字应该是（1011100）。1010111001111100100001110011100TTSHR现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全现代通信技术第5章数字信号的基带传输部分习题解答现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全51若二进制信息码为10110000101，求相应的“1”差分码和“0”差分码，并画出对应的矩形脉冲波形。11111000000011011111001解二进制信息码10110000101“1”差分码011011111001100100000110“0”差分码001110101100110001010011现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全54若二进制信息码为1011000010000110000101，求相应的传号交替反转码（AMI）和HDB3码。解信息码1011000010000110000101AMI码1011000010000110000101HDB3码1011000V1000V11B00V101现代通信技术习题解答四川大学电子信息学院杨万全512已知第类部分响应信号中的R01，R11。假设输入为4进制序列12132100123321101121（1）求预编码和相关编码规则及其对应的编码序列；（2）试画出该第类部分响应基