通信基础原理 3

PAGEPAGE5习题5-1设待发送的数字序列为10110010，试分别画出2ASK、2FSK、2PSK和2DPSK的信号波形。已知在2ASK、2PSK和2DPSK中载频为码元速率的2倍；在2FSK中，0码元的载频为码元速率的2倍，1码元的载频为码元速率的3倍。解：5-2已知某2ASK系统的码元传输速率为1200B，采用的载波信号为Acos(48102t)，所传送的数字信号序列为101100011：（1）试构成一种2ASK信号调制器原理框图，并画出2ASK信号的时间波形；（2）试画出2ASK信号频谱结构示意图，并计算其带宽。题5-2图22ASK信号的功率谱G(题5-2图22ASK信号的功率谱G(f)Tsfff000fsPs(f)Ts/41/4fsPe(f)fcfc2fs1/16Ts/16乘法器s(t)coscte2ASK(t)(a)题5-2图12ASK信号调制原理框图cosct(b)s(t)e2ASK(t)开关电路（2）2ASK信号频谱结构示意图如题5-2图2，则其带宽为B2ASK=2fs＝2400Hz。5-3若对题5-2中的2ASK信号采用包络检波方式进行解调，试构成解调器原理图，并画出各点时间波形。带通滤波器带通滤波器全波整流器低通滤波器抽样判决器e2ASK(t)定时脉冲abcd输出各点时间波形：5-4设待发送的二进制信息为1100100010，采用2FSK方式传输。发1码时的波形为Acos(2000t+1)，发0码时的波形为Acos(8000t+0)，码元速率为1000B：（1）试构成一种2FSK信号调制器原理框图，并画出2FSK信号的时间波形；（2）试画出2FSK信号频谱结构示意图，并计算其带宽。解：（1）2FSK信号调制器原理框图如图题5-4（a），时间波形如图题5-4（b）。相加相加sd(t)S2FSK(t)载波1~Acos(2000t+1)S1载波2~Acos(8000t+0)S2图题5-4（a）2FSK信号调制原理框图图题5-4（b）2FSK信号波形图（2）2FSK信号频谱结构示意图如图题5-4（c），其带宽。图题5-4（c）2FSK信号频谱结构示意图5-5已知数字序列{an}=1011010，分别以下列两种情况画出二相PSK、DPSK及相对码{bn}的波形（假定起始参考码元为1）：（1）码元速率为1200B，载波频率为1200Hz；（2）码元速率为1200B，载波频率为1800Hz。解：略5-6在相对移相键控中，假设传输的相对码序列为{bn}=01111001000110101011，且规定相对码的第一位为0，试求出下列两种情况下的原数字信号序列{an}：（1）规定遇到数字信号1时，相对码保持前一码元信号电平不变，否则改变前一码元信号电平；（2）规定遇到数字信号0时，相对码保持前一码元信号电平不变，否则改变前一码元信号电平。解：略5-7设发送的二进制信息为110100111，采用2PSK方式传送。已知码元传输速率为2400B，载波频率为4800Hz：（1）试构成一种2PSK信号调制器原理框图，并画出2PSK信号的时间波形；（2）若采用相干方式进行解调，试画出接收端框图，并画出各点波形；（3）若发送0和1的概率相等，试画出2PSK信号频谱结构图，并计算其带宽。解：（1）2PSK信号调制器原理框图如图题5-7（a），2PSK信号的时间波形图题5-7（b）相加相加sd(t)S2PSK(t)载波~fcS1S2图题5-7（a）2PSK信号调制原理框图图题5-7（b）2PSK信号波形图（2）相干解调框图如图题5-7（c），各点波形如图题5-7（d）带通带通滤波器本地载波相乘器低通滤波器抽样判决器数据输出2PSK信号抽样判决器CP脉冲acbde图题5-7（c）2PSK信号解调原理框图图题5-7（d）各点信号波形（3）2PSK信号频谱结构图如图5-7（e），其带宽图题5-7（e）2PSK信号频谱结构示意图5-8设发送的二进制绝对码序列为{an}=1010110110，采用2DPSK信号方式传输。已知码元传输速率为1200B，载波频率为1800HZ：（1）试构成一种2DPSK信号调制器原理框图，并画出2DPSK信号的时间波形；（2）若采用相干解调加码反变换器方式进行解调，试画出接收端框图，并画出各点波形。解：（1）2DPSK信号调制器原理框图如下：时间波形略ee2DPSK(t)~s(t)移相载波s0码变换开关（2）采用相干解调加码反变换器方式进行解调，接收端框图如下图，各点波形略带通带通滤波器本地载波相乘器低通滤波器抽样判决器数据输出2DPSK信号抽样判决器码（反）变换器5-9某2ASK系统传送等概率的二进制数字信号序列。已知码元宽度Ts=0.5s，接收端解调器输入信号的振幅a=40V，信道加性高斯白噪声的单边功率谱密度n0=61018W/Hz，试求：（1）非相干解调时，系统的误码率；（2）相干解调时，系统的误码率。解：2ASK信号的带宽为此时解调器输入端噪声功率为输入信噪比为（1）非相干解调时系统的误码率为（2）相干解调时系统的误码率为5-10某系统采用2ASK方式传送信号。已知相干解调接收机输入端发0和发1的平均信噪功率比为9dB，试求相干接收时的系统误码率。欲保持相同的误码率，包络检波接收机输入端发0和发1的平均信噪比应为多大？解：略5-11已知某2FSK系统的码元传输速率为300B，且规定f1=980Hz代表数字信息“1”，f2=2180Hz代表数字信息“0”。信道有效带宽为3000Hz，信道输出端的信噪比为6dB。试求：（1）2FSK信号带宽；（2）相干解调时系统的误码率；（3）非相干解调时的误码率，并与（2）的结果比较。解：略5-12在二进制相位调制系统中，已知解调器输入信噪比r=10dB。试分别求出相干解调2PSK、相干解调加码反变换2DPSK和差分相干解调2DPSK系统的误码率。解：已知解调器输入信噪比r=10dB，即10lgr=10dB，所以可得r=10相干解调2PSK误码率为：，在大信噪比条件下，上式近似为相干解调加码反变换2DPSK误码率为：，其中为相干解调2PSK误码率。由于，所以上式近似为差分相干解调2DPSK系统的误码率为：5-13已知发送载波幅度A=10V，在4kHz带宽的电话信道中分别利用2ASK、2FSK及2PSK系统进行传输，信道衰减为1dB/km，n0=108W/Hz，若采用相干解调，试求解以下问题：（1）误码率都保持在105时，各种传输方式分别传送多少公里？（2）若2ASK所用载波幅度AASK=20V，并分别是2FSK的1.4倍和2PSK的2倍，重做（1）。解：（1）2ASK系统：接收机噪声功率为，误码率都保持在105时，即相干解调，查表求得r=36.13，信号功率为：，信号幅度为：，由10V衰减到5.38×10-2V，衰减的分贝（dB）数为[20lg（10/（5.38×10-2））]dB=45.4dB，故2ASK信号传输距离为45.4km。2FSK系统：接收机上、下支路带通滤波器的带宽为2kHz。接收机噪声功率为，误码率都保持在105时，即相干解调，查表求得r=18.07，信号功率为：，信号幅度为：，由10V衰减到2.69×10-2V，衰减的分贝（dB）数为[20lg（10/（2.69×10-2））]dB=51.4dB，故2FSK信号传输距离为51.4km。2PSK系统：接收机噪声功率为，误码率都保持在105时，即相干解调，查表求得r=9，信号功率为：，可见2PSK信号传输距离与2FSK的相同，为51.4km。（2）略AAA/3A/3AAA/3A/3ots(t)图5.57习题15图解：略5-15基