2023年通信原理課后題答案重慶郵電大學(xué)

第1章緒論習(xí)題解答1-１解：每個(gè)消息的平均信息量為=1．７5bit/符號(hào)1－2解：（1）兩粒骰子向上面的小圓點(diǎn)數(shù)之和為3時(shí)有（1，2)和(2，1）兩種也許，總的組合數(shù)為，則圓點(diǎn)數(shù)之和為３出現(xiàn)的概率為故包含的信息量為（2）小圓點(diǎn)數(shù)之和為7的情況有(1,6)（６，１)(2，5)(５,2）（3，4)(4，３）,則圓點(diǎn)數(shù)之和為7出現(xiàn)的概率為故包含的信息量為1－3解:（１)每個(gè)字母的連續(xù)時(shí)間為210mｓ，所以字母?jìng)鬏斔俾蕿椴煌帜傅纫苍S出現(xiàn)時(shí)，每個(gè)字母的平均信息量為biｔ/符號(hào)平均信息速率為bｉt/s（２）每個(gè)字母的平均信息量為=1.9８5bit/符號(hào)所以平均信息速率為（ｂit/s)1-４解：（1）根據(jù)題意,可得:比特比特比特比特（2)法一：由于離散信源是無(wú)記憶的，所以其發(fā)出的消息序列中各符號(hào)是無(wú)依賴的、記錄獨(dú)立的。因此,此消息的信息量就等于消息中各個(gè)符號(hào)的信息量之和。此消息中共有１4個(gè)“0”符號(hào)，１3個(gè)“1”符號(hào),１2個(gè)“２”符號(hào),6個(gè)“3”符號(hào),則該消息的信息量是：比特此消息中共含45個(gè)信源符號(hào),這4５個(gè)信源符號(hào)攜帶有87．8１比特信息量,則此消息中平均每個(gè)符號(hào)攜帶的信息量為比特/符號(hào)法二:若用熵的概念計(jì)算，有說(shuō)明：以上兩種結(jié)果略有差別的因素在于,它們平均解決方法不同,前一種按算術(shù)平均的方法進(jìn)行計(jì)算,后一種是按熵的概念進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果也許存在誤差。這種誤差將隨消息中符號(hào)數(shù)的增長(zhǎng)而減少。１-5解:（１)ｂｉt/符號(hào)（2）某一特定序列(例如：m個(gè)0和100-m個(gè)1)出現(xiàn)的概率為所以，信息量為(3）序列的熵１－6解:若系統(tǒng)傳送二進(jìn)制碼元的速率為1200Bａud，則系統(tǒng)的信息速率為:ｂｉt/s若系統(tǒng)傳送十六進(jìn)制碼元的速率為2400Bａｕd,則系統(tǒng)的信息速率為:bit／s1-７解:該恒參信道的傳輸函數(shù)為沖激響應(yīng)為輸出信號(hào)為討論:該恒參信道滿足無(wú)失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件，所以信號(hào)在傳輸過(guò)程中無(wú)畸變。1－8解：該恒參信道的傳輸函數(shù)為沖激響應(yīng)為輸出信號(hào)為1-９解:假設(shè)該隨參信道的兩條途徑對(duì)信號(hào)的增益強(qiáng)度相同,均為。則該信道的幅頻特性為:當(dāng)出現(xiàn)傳輸零點(diǎn);當(dāng)出現(xiàn)傳輸極點(diǎn)；所以在kHｚ（ｎ為整數(shù))時(shí),對(duì)傳輸信號(hào)最有利；在kHz(n為整數(shù))時(shí)，對(duì)傳輸信號(hào)衰耗最大。1-1０解：(１)由于S/Ｎ＝30dB,即１0,得：Ｓ／N＝1000由香農(nóng)公式得信道容量（2）由于最大信息傳輸速率為4800b/s,即信道容量為4８0０b／s。由香農(nóng)公式得:。則所需最小信噪比為1.66。第2章信號(hào)與噪聲分析習(xí)題解答２-1解:數(shù)學(xué)盼望:由于所以方差：2-2解:由題意隨機(jī)變量ｘ服從均值為0,方差為4，所以,即服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，可通過(guò)查標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)數(shù)值表來(lái)求解。（1）（2)(3)當(dāng)均值變?yōu)椋保?時(shí),則服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布,所以2-3解:(1）由于隨機(jī)變量服從均勻分布,且有,則的概率密度函數(shù),所以有由此可見(jiàn),的數(shù)學(xué)盼望與時(shí)間無(wú)關(guān)，而其相關(guān)函數(shù)僅與相關(guān)，因此是廣義平穩(wěn)的。(２)自相關(guān)函數(shù)的波形如圖2-6所示。圖2-6(3）根據(jù)三角函數(shù)的傅氏變換對(duì)可得平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程的功率譜密度2-4解:(1)由于,互不相關(guān)所以又根據(jù)題目已知均值，所以(2）自相關(guān)函數(shù)（）（3)由（2）可知不僅與有關(guān)還與有關(guān),所認(rèn)為非廣義平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程。２-5解:根據(jù)圖示可得由于,所以，即則(1）；(2）(3）2-6解:(1)(2）由于,所以，直流功率為則,交流功率為對(duì)求傅里葉變換可得其功率譜密度2-7解:2－8解:(1)與互為傅立葉變換所以，對(duì)做傅立葉變換得（2）直流功率為（3)交流功率為２－9解：RC低通濾波器的傳遞函數(shù)為因此輸出過(guò)程的功率譜密度為相應(yīng)地，自相關(guān)函數(shù)為2-１０解:(1)即自相關(guān)函數(shù)只與有關(guān)即均值為常數(shù)所認(rèn)為寬平穩(wěn)過(guò)程。(2）平均功率為由于，所以所以(3)２－1１解:（１）(２）與互為傅立葉變換2-１2解：2-13解:由于題目已知沖激響應(yīng)為所以，又由于所以與互為傅立葉變換由可知總的平均功率2－１4解:（1)由傅里葉時(shí)域微分性質(zhì)可知微分器的系統(tǒng)函數(shù),則信號(hào)通過(guò)微分器(線性系統(tǒng)）后輸出的雙邊功率譜密度為（2）２－15解：設(shè)的傅式變換為,則有2-１6解：由題意知,,其均值為0，方差為。給定期的功率為的平均功率為故在(1）的條件下（為常數(shù)）則在（2）的條件下（是與獨(dú)立的均值為0的高斯隨機(jī)變量），的功率仍然是，但此時(shí)的平均功率是所以第3章模擬調(diào)制系統(tǒng)習(xí)題解答3-1解:的波形如圖3-14（ａ)所示。由于，且，對(duì)其進(jìn)行傅里葉變換可得頻譜圖如圖題３-14（b）所示。圖３-１４（a)圖3-１４（b）3-2解：（１)上式中為帶限信號(hào),由希爾伯特變換的性質(zhì),得（2)故3－3解:由于輸出信噪比功率為20dB，則在SＳB／SC方式中,調(diào)制制度增益G=1所以接受機(jī)輸入端的噪聲功率W因此接受機(jī)輸入端的信號(hào)功率W由于發(fā)射機(jī)輸出端到接受機(jī)輸入端之間的總損耗為可得發(fā)射機(jī)輸出功率為3-4解：（１）此信號(hào)無(wú)法用包絡(luò)檢波器解調(diào),由于能包絡(luò)檢波的條件是，而這里的A=15使得這個(gè)條件不能成立,用包絡(luò)檢波將導(dǎo)致波形失真。(２）只能用相干解調(diào)，解調(diào)框圖如圖3-15所示。圖３-1５３-5解：（1)AＭ解調(diào)器輸出信噪比為由題意知,，,Ｂ=4Khｚ,則（２）由于而克制載波雙邊帶系統(tǒng)的調(diào)制制度增益則(約為7.8dＢ）所以克制載波雙邊帶系統(tǒng)的性能優(yōu)于常規(guī)調(diào)幅7.8分貝3-6解：設(shè)單邊噪聲功率譜密度為，則相干解調(diào)后的輸出信噪比3-7解：對(duì)于DＳB：接受信號(hào)功率設(shè)信道加性白噪聲單邊功率譜密度為，信號(hào)帶寬為，則輸入噪聲功率輸出噪聲功率所以，接受到的信噪比對(duì)于ＳSB：設(shè)發(fā)射功率為則接受信號(hào)功率輸入噪聲功率輸出噪聲功率所以，接受到的信噪比(1)接受信號(hào)強(qiáng)度相同,即故單邊帶平均發(fā)射功率（2)接受到的信噪比相同,即故單邊帶平均發(fā)射功率3-８解：設(shè)與相乘后的輸出為，則是一個(gè)ＤSB信號(hào)，其頻譜如圖圖3-17(ａ)所示。再通過(guò)截止頻率為的抱負(fù)低通濾波器,所得輸出信號(hào)顯然是一個(gè)下邊帶信號(hào),其頻譜如圖3－１7(b）所示,時(shí)域表達(dá)式則為同理，與相乘后的輸出再通過(guò)抱負(fù)低通濾波器之后,得到的輸出信號(hào)也是一個(gè)下邊帶信號(hào)，其時(shí)域表達(dá)式為因此，調(diào)制器最終的輸出信號(hào)顯然,是一個(gè)載波角頻率為的上邊帶信號(hào)。圖3-17３-9解:(1)由于，則，所以，,。(2)DＳB:信道衰減為30dB,則,則所以,SSB:信道衰減為30dB，則，則所以,（3)均相同，ＤSＢ：,由于信道衰減30dB,則，所以SSB:,由于信道衰減30dB，則,所以3－10解：(1）由題意，得,所以，（2）,調(diào)頻器的調(diào)頻靈敏度不變，調(diào)制信號(hào)的幅度不變,但頻率加倍時(shí)，。此時(shí)，3－11解：消息信號(hào)則相應(yīng)的單邊帶信號(hào)為其包絡(luò)為３-1２解：，，所以,則由于，所以3-1３解：對(duì)于ＡＭ波的帶寬:對(duì)于SSＢ波的帶寬：調(diào)頻指數(shù)對(duì)于FM信號(hào)帶寬3－14解：由已知（1)調(diào)相時(shí)所以又由于,所以（２）調(diào)頻時(shí)所以兩邊同時(shí)求導(dǎo)得求得(3）由，即最大頻偏為３-１5解：已調(diào)波信號(hào)功率。,第4章模擬信號(hào)的數(shù)字傳輸習(xí)題解答4-1解：（1)由于信號(hào)通過(guò)傳輸函數(shù)為的濾波器后進(jìn)入抱負(fù)抽樣器的最高頻率為,所以抽樣頻率（2）由于抽樣信號(hào)頻譜可得抽樣信號(hào)的頻譜如圖4-１1所示。圖4-11抽樣信號(hào)頻譜圖（3）由圖4-11所示的抽樣信號(hào)頻譜可知:將抽樣信號(hào)通過(guò)截止頻率為的抱負(fù)低通濾波器,然后再通過(guò)一個(gè)傳輸特性為的網(wǎng)絡(luò)，就能在接受端恢復(fù)出信號(hào)。如圖4-1２所示。圖4-12抽樣信號(hào)的恢復(fù)可見(jiàn),假如接受端通過(guò)一個(gè)傳輸特性為的低通濾波器，就能在接受端恢復(fù)出信號(hào)。４-2解:(１)由式（4-2）可知：在＝時(shí)，抽樣信號(hào)頻譜如圖4－14所示,頻譜無(wú)混疊現(xiàn)象。因此通過(guò)截止角頻率為的抱負(fù)低通濾波器后,就可以無(wú)失真地恢復(fù)原始信號(hào)。圖4-１４抽樣信號(hào)的頻譜（2）假如，不滿足抽樣定理,頻譜會(huì)出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，如圖4－15所示，此時(shí)通過(guò)抱負(fù)低通濾波器后不也許無(wú)失真地重建原始信號(hào)。圖４-15抽樣信號(hào)的頻譜出現(xiàn)混疊現(xiàn)象4－3解:由于所以最低頻和最高頻分別為,(1）將當(dāng)作低通信號(hào)解決，則抽樣頻率（2)將當(dāng)作帶通信號(hào)解決，則抽樣頻率由于n=9，所以4-４?解：以抽樣時(shí)刻為例,此時(shí)抽樣值為0.９51０５6５,設(shè)量化單位，所以歸一化值０．951０5６5=19４８。編碼過(guò)程如下:(1）擬定極性碼:由于輸入信號(hào)抽樣值為正，故極性碼=1。(2)擬定段落碼：由于19４８>1024，所以位于第8段落,段落碼為1１1。（3)擬定段內(nèi)碼：由于，所以段內(nèi)碼＝1１10。所以，的抽樣值通過(guò)律折線編碼后，得到的PCM碼字為11111１１０。同理得到在一個(gè)正弦信號(hào)周期內(nèi)所有樣值的PＣM碼字,如表4-5所示。表４-5ＰCＭ編碼的輸出碼字樣值歸一化值輸出碼字000100０00000．9５1０５6５194８１11111１00.5877852５1204111１０0１0-0.５８7７8525-1204011１0０10-0.951０5６5-194８0１1111１04－5解:由于采用均勻量化，所以量化間隔則量化區(qū)間有，，和,相應(yīng)的量化值分別為－0．75，-０.25，０.２５,0.75。所以量化噪聲功率為由于輸入量化器的信號(hào)功率為所以量化信噪比4－６解：由于二進(jìn)制碼元速率所以相應(yīng)的信息速率＝,即信息速率與成正比，所以若量化級(jí)數(shù)由１28增長(zhǎng)到25６，傳輸該信號(hào)的信息速率增長(zhǎng)到本來(lái)的8/7倍。而二進(jìn)制碼元寬度為假設(shè)占空比,則信號(hào)帶寬為可見(jiàn)，帶寬與成正比。所以，若量化級(jí)數(shù)由128增長(zhǎng)到2５6,帶寬增長(zhǎng)到本來(lái)的8/7倍。4-7解：(1）基帶信號(hào)的頻譜圖如圖4-１6所示圖4-16基帶信號(hào)的頻譜圖由式(4-2)，抱負(fù)抽樣信號(hào)的頻譜圖如圖4-１7所示。圖4-1７抱負(fù)抽樣信號(hào)的頻譜圖(２)由于自然抽樣信號(hào)的頻譜當(dāng)ｎ=1時(shí),由于=所以n＝1時(shí)自然抽樣信號(hào)的頻譜分量為,相應(yīng)的頻譜圖如圖４-１8所示。圖４－18n＝1時(shí)自然抽樣信號(hào)的頻譜分量所以,自然抽樣信號(hào)的頻譜圖如圖4－19所示。圖4-1９自然抽樣信號(hào)的頻譜圖由于平頂抽樣信號(hào)的頻譜所以,平頂抽樣信號(hào)的頻譜圖如圖4-２0所示。圖4-20平頂抽樣信號(hào)的頻譜圖4-8解:由于抽樣頻率為，按律折線編碼得到的信號(hào)為8位二進(jìn)碼。所以二進(jìn)制碼元速率波特由于占空比為1,所以，則PCM基帶信號(hào)第一零點(diǎn)帶寬４-9解:由于抽樣頻率為奈奎斯特抽樣頻率,所以所以系統(tǒng)的碼元速率波特則碼元寬度由于占空比為0.5，所以,則PAM基帶信號(hào)第一零點(diǎn)帶寬4-10解:(1)由于奈奎斯特抽樣頻率，量化級(jí)數(shù),所以二進(jìn)制碼元速率為波特所以,相應(yīng)的信息速率(2)由于二進(jìn)制碼元速率與二進(jìn)制碼元寬度呈倒數(shù)關(guān)系,所以由于占空比為０.5，所以則PＣM基帶信號(hào)第一零點(diǎn)帶寬４-11解：編碼過(guò)程如下(1)擬定極性碼:由于輸入信號(hào)抽樣值為負(fù)，故極性碼=0。(2）擬定段落碼:由于1024>870>５１2,所以位于第7段落，段落碼為110。（3）擬定段內(nèi)碼:由于，所以段內(nèi)碼=10１1。所以,編出的ＰCＭ碼字為01１01011。編碼電平是指編碼器輸出非線性碼所相應(yīng)的電平，它相應(yīng)量化級(jí)的起始電平。由于極性為負(fù)，則編碼電平量化單位由于因此７/1１變換得到的１1位線性碼為。編碼誤差等于編碼電平與抽樣值的差值，所以編碼誤差為6個(gè)量化單位。解碼電平相應(yīng)量化級(jí)的中間電平，所以解碼器輸出為個(gè)量化單位。由于所以7/１2變換得到的１２位線性碼為。解碼誤差(即量化誤差)為解碼電平和抽樣值之差。所以解碼誤差為１0個(gè)量化單位。4-１２解:（1）由于量化區(qū)的最大電壓為，所以量化單位為，所以抽樣值為398。編碼過(guò)程如下：擬定極性碼:由于輸入信號(hào)抽樣值為正，故極性碼＝１。擬定段落碼：由于５１2>398＞2５6，所以位于第６段落，段落碼為101。擬定段內(nèi)碼:由于,所以段內(nèi)碼=１０00。所以，編出的PＣM碼字為１1011０00。它表達(dá)輸入信號(hào)抽樣值處在第6段序號(hào)為８的量化級(jí)。該量化級(jí)相應(yīng)的起始電平為3８4=384mV,中間電平為3９２mＶ。編碼電平相應(yīng)當(dāng)量化級(jí)相應(yīng)的起始電平,所以編碼電平３8４=３84由于，所以相應(yīng)的11位線性碼為。解碼電平相應(yīng)當(dāng)量化級(jí)相應(yīng)的中間電平,所以解碼電平392可見(jiàn),解碼誤差(即量化誤差)為6。4-13解：由于最大電壓值為5V,所以量化單位所以,樣值幅度表達(dá)為-１02４量化單位。由于樣值為負(fù)，并且輸入信號(hào)抽樣值處在第8段序號(hào)為0的量化級(jí),所以編碼器的輸出碼字為０11１0000。該量化級(jí)相應(yīng)的起始電平為１024=，中間電平為量化單位,即-2.５78V。所以量化電平為-2.5７8V，量化誤差為７84-１4解：極性碼為1，所以極性為正。段落碼為０00,段內(nèi)碼為0111，所以信號(hào)位于第1段落序號(hào)為７的量化級(jí)。由表4-1可知，第1段落的起始電平為0,量化間隔為Δ。由于解碼器輸出的量化電平位于量化級(jí)的中點(diǎn),所以解碼器輸出為個(gè)量化單位,即解碼電平7．5。由于所以,相應(yīng)的12位線性碼為4-１5解:編碼過(guò)程如下：（１)擬定極性碼:由于輸入信號(hào)抽樣值為負(fù),故極性碼=0。(2）擬定段落碼：由于10２4>６30>512,所以位于第7段落，段落碼為110。(3)擬定段內(nèi)碼：由于,所以段內(nèi)碼＝001１。所以,編出的PＣM碼字為011０0０1１。由于編碼電平相應(yīng)量化級(jí)的起始電平,所以編碼電平為-608單位。由于所以，相應(yīng)的均勻量化的１1位線性碼為。４-１6解：由于又由于所以第5章數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸習(xí)題解答５－1解:略5-2解：信息碼:110000011００００1１AMI碼：+1-10０000+1－１０000＋1-1HＤB3碼：+1－10００－V0+1-1+B00+V－１+１５-３解：信息碼:1010０0０0000０11AMＩ碼:+1０-10００0000００+1-1HDB３碼：+1０-10０0-V+B0０+V0－１+１5－4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)時(shí)，由圖５-11得的傅立葉變換為代入功率譜密度函數(shù)式，得功率譜密度如圖5-１２所示。（2）由圖5-12中可以看出，該基帶信號(hào)的功率譜密度中具有頻率的離散分量，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)中的離散譜分量為當(dāng)m取時(shí),即時(shí)，有所以該頻率分量的功率為圖５-125-5解:(1）由圖5－1２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(wú)碼間干擾傳輸時(shí)，應(yīng)滿足容易驗(yàn)證,當(dāng)時(shí),所以當(dāng)碼率時(shí),系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)無(wú)碼間干擾傳輸。5-６解：(1)法1:無(wú)碼間串?dāng)_時(shí)，當(dāng)碼元速率為150kBaｕd時(shí)，容易驗(yàn)證,此系統(tǒng)有碼間串?dāng)_。法2：由題意,設(shè),則,將與實(shí)際碼速率比較為正整數(shù),由于，則此系統(tǒng)有碼間干擾。(2)由題意,設(shè)，則，設(shè)傳輸Ｍ進(jìn)制的基帶信號(hào)，則,令，求得?？梢?jiàn),采用進(jìn)制信號(hào)時(shí)，都能滿足無(wú)碼間串?dāng)_條件。結(jié)論:根據(jù)系統(tǒng)頻率特性分析碼間干擾特性的簡(jiǎn)便方法：一方面由擬定系統(tǒng)的奈奎斯特等效帶寬，然后由求出最大碼速率，再與實(shí)際碼速率比較,若為正整數(shù)，則無(wú)碼間干擾,否則有碼間干擾。5-7解：(１），所以則(2)５-8解:升余弦滾降頻譜信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為當(dāng),即，時(shí)，(2)頻譜圖如圖5-14所示。圖5－１4（3）傳輸帶寬(４)頻帶運(yùn)用率5-9解:（1)圖(a)為抱負(fù)低通,設(shè)，所以１)、=4（整數(shù))，無(wú)碼間串?dāng)_;2)、=2(整數(shù)）,無(wú)碼間串?dāng)_；3)、（不是整數(shù))，有碼間串?dāng)_；4）、＝1(整數(shù)),無(wú)碼間串?dāng)_。(2）圖（ｂ）為升余弦型信號(hào)，由圖可以判斷,所以所以1）、、２）、兩種情況下無(wú)碼間串?dāng)_。5-1０解：根據(jù)奈奎斯特準(zhǔn)則可以證明,（a）(b）和(c）三種傳輸函數(shù)均能滿足無(wú)碼間干擾的規(guī)定。下面我們從頻帶運(yùn)用率、沖激響應(yīng)“尾巴”的衰減快慢、實(shí)現(xiàn)難易限度等三個(gè)方面來(lái)分析對(duì)比三種傳輸函數(shù)的好壞。(1）頻帶運(yùn)用率三種波形的傳輸速率均為，傳輸函數(shù)(a）的帶寬為其頻帶運(yùn)用率傳輸函數(shù)（b)的帶寬為其頻帶運(yùn)用率傳輸函數(shù)(ｃ）的帶寬為其頻帶運(yùn)用率顯然（2)沖激響應(yīng)“尾巴”的衰減快慢限度(a)(ｂ）(c)三種傳輸特性的時(shí)域波形分別為其中(ａ)和（c)的尾巴以的速度衰減，而(ｂ)的尾巴以的速度衰減，故從時(shí)域波形的尾巴衰減速度來(lái)看，傳輸特性(ａ)和(c)較好。（3）從實(shí)現(xiàn)難易限度來(lái)看，由于(ｂ)為抱負(fù)低通特性，物理上不易實(shí)現(xiàn)，而（ａ）和（c)相對(duì)較易實(shí)現(xiàn)。5－11解:已知信道的截止頻率為100kHz,則,由,求得現(xiàn)在,則常數(shù)，則該二元數(shù)據(jù)流在此信道中傳輸會(huì)產(chǎn)生碼間干擾。故該二元數(shù)據(jù)流不在此信道中傳輸。5－12解：傳輸特性的波形如圖5-１7所示。圖5-17由上圖易知，為升余弦傳輸特性，由奈奎斯特準(zhǔn)則,可求出系統(tǒng)最高的碼元速率,而。5-13解:(1）用和分別表達(dá)數(shù)字信息“1”和“０”出現(xiàn)的概率，則等概時(shí),最佳判決門(mén)限。已知接受濾波器輸出噪聲均值為0,均方根值,誤碼率(2)根據(jù),即,求得５-１４解:(１)由于信號(hào)在時(shí)刻結(jié)束,因此最到輸出信噪比的出現(xiàn)時(shí)刻(2）取,,則匹配濾波器的沖激響應(yīng)為輸出波形為，分幾種情況討論a.，b．，c.，d.,e．elset綜上所述,有和的波形如圖5-19（a)和（b)所示。（3)最大輸出信噪比圖５-1９５-15解:和的輸出波形和分別如圖題圖5-21(a)、（ｂ）所示。由圖5-２1可知，，,因此,和均為的匹配濾波器。圖5-21第6章數(shù)字信號(hào)的載波傳輸課后習(xí)題６－1解：（1）由題意知，碼元速率波特，載波頻率為Hz,這說(shuō)明在一個(gè)碼元周期中存在2個(gè)載波周期。2ASK信號(hào)可以表達(dá)為一個(gè)單極性矩形脈沖序列與一個(gè)正弦型載波相乘，因此2AＳK信號(hào)波形示意圖如圖6－2３所示。圖6-２３（2)由于２ASK信號(hào)的頻帶寬度為基帶調(diào)制信號(hào)帶寬的兩倍，所以2AＳK信號(hào)的頻帶寬度為=2０２3Hz。6-2解:(1）二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK)是指載波的頻率受調(diào)制信號(hào)的控制，而幅度和相位保持不變。由題意可知,當(dāng)數(shù)字信息為“１”時(shí)，一個(gè)碼元周期中存在３個(gè)載波周期；當(dāng)數(shù)字信息為“0”時(shí)，一個(gè)碼元周期中存在５個(gè)載波周期。假設(shè)初始相位，則2ＦSK信號(hào)波形示意圖如圖6-24所示。圖6-2４（2）當(dāng)概率P=1/2時(shí)，2FSＫ信號(hào)功率譜的表達(dá)式為因此，2FＳK信號(hào)的功率譜如圖6-２５所示,圖中,。圖6-256-3解:(１)二進(jìn)制相移鍵控(２PSＫ）是指載波的相位受調(diào)制信號(hào)的控制,而幅度和頻率保持不變,例如規(guī)定二進(jìn)制序列的數(shù)字信號(hào)“0”和“1”分別相應(yīng)載波的相位和0。２DPSK可以這樣產(chǎn)生：先將絕對(duì)碼變?yōu)橄鄬?duì)碼，再對(duì)相對(duì)碼進(jìn)行2PＳK調(diào)制。2PSK、2DＰSＫ及相對(duì)碼的波形如圖6-２6所示。圖6－26（２）2PＳＫ、2DPＳK信號(hào)的頻帶寬度6-4解:（１）由題意可知，,因此一個(gè)碼元周期內(nèi)涉及兩個(gè)載波周期。設(shè)參考相位為0，代表數(shù)字信息“1”,代表數(shù)字信息“0”(絕對(duì)碼），那么與上述相對(duì)碼相應(yīng)的2DPＳK信號(hào)波形如圖6-27（b)所示。(2）假如采用如圖６-27（a)所示的差分解調(diào)法接受信號(hào)，則a,b，c各點(diǎn)的波形如圖6-2７(ｃ)所示。圖6－27（3）由題意可知，。2DPSK信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式為其中設(shè)則ｓ(t)的功率譜密度已知是矩形脈沖,可得２ＤPＳK信號(hào)的功率譜密度6－5解：采用相對(duì)碼調(diào)制方案,即先把數(shù)字信息變換成相對(duì)碼，然后對(duì)相對(duì)碼進(jìn)行2PＳK調(diào)制就得到數(shù)字信息的2ＤPSK調(diào)制。發(fā)送端方框圖如圖6-2８（a）所示。規(guī)定：數(shù)字信息“1”表達(dá)相鄰碼元的電位改變,數(shù)字信息“0”表達(dá)相鄰碼元的電位不變。假設(shè)參考碼元為“1”，可得各點(diǎn)波形，如圖６-２8(b）所示。(ａ)（b）圖６-28(２)2DPＳK采用相干解調(diào)法的接受端方框圖如圖6-29（a)所示,各點(diǎn)波形如圖6－２9(b)所示。(ａ)圖６-２96-6解：(1）2ASK系統(tǒng)２ASＫ接受機(jī)噪聲功率2ASK系統(tǒng)的誤比特率由此得信號(hào)功率為信號(hào)幅度為由１0V衰減到,衰減的分貝(ｄB）數(shù)為故2AＳＫ信號(hào)傳輸距離為４５.4公里。(2）２FSK系統(tǒng)2FSK接受機(jī)噪聲功率2FSＫ相干解調(diào),由查表得１８,信號(hào)功率為信號(hào)幅度為由1０Ｖ衰減到，衰減的分貝（dB）數(shù)為故2FSＫ信號(hào)傳輸距離為５1.4公里。（3）2PＳＫ系統(tǒng)２PSK接受機(jī)噪聲功率２PSK相干解調(diào)，由查表得9信號(hào)功率為可見(jiàn)2PSK信號(hào)傳輸距離與2FＳK的相同，為5１.4公里。6－7解:設(shè)2ASK、2FSK和2PSK三種調(diào)制系統(tǒng)輸入的噪聲功率均相等。(１）相干2ＡSK系統(tǒng)：，由查表得輸入信號(hào)功率（Ｗ)非相干2ＡSK系統(tǒng):，得輸入信號(hào)功率(Ｗ）（2）相干２FSK系統(tǒng):,由查表得則輸入信號(hào)功率為(Ｗ）非相干2FSK系統(tǒng)：，得則輸入信號(hào)功率為(W）(3)相干2ＰSK系統(tǒng)：,由查表得則輸入信號(hào)功率為(W)由以上分析計(jì)算可知：相同的誤碼率下所需的最低峰值信號(hào)功率按照從大到小排序：2ASK最大,2FＳK次之，２PSK最小。對(duì)于２ASK采用包絡(luò)解調(diào)器，接受機(jī)簡(jiǎn)樸。2FSK采用非相干解調(diào)器,等效為兩個(gè)包絡(luò)解調(diào)器,接受機(jī)較2AＳＫ稍復(fù)雜。而2PSK采用相干解調(diào)器,需要產(chǎn)生本地相干載波，故接受機(jī)較復(fù)雜。由此可見(jiàn),調(diào)制方式性能的提高是以提高技術(shù)復(fù)雜性提高為代價(jià)的。比較、排序結(jié)果如下:2ASK2FSK２PSK接受機(jī)難易限度:易較易難時(shí)的峰值功率大中小6－8解：由于,則,所以３3.3>>１當(dāng)非相干接受時(shí),相干接受時(shí)，系統(tǒng)誤碼率6－９解：由于發(fā)送信號(hào)的功率為１kＷ，信道衰減為60dＢ,所以接受信號(hào)的功率,所以信噪比，所以非相干2ASK系統(tǒng)的誤碼率=相干２PＳK系統(tǒng)的誤碼率,當(dāng)r>>１時(shí)，6-10解：２ＰＳK信號(hào)可以寫(xiě)成，其中為雙極性基帶信號(hào)。抱負(fù)載波時(shí)：經(jīng)低通濾波器，得到當(dāng)存在相位差時(shí):經(jīng)低通濾波器，得到。所以有相位差時(shí)引起信號(hào)功率下降倍。我們知道,采用極性比較法的2PＳＫ誤碼率為，由于有相位誤差,誤碼率變?yōu)?，所以相干載波相位誤差的存在導(dǎo)致了系統(tǒng)誤差的存在。6－１1解：接受機(jī)輸入信噪比為9dB,即。相干解調(diào)時(shí),所以0.027又由于包絡(luò)解調(diào)時(shí),，相應(yīng)的接受機(jī)的輸入信噪比６－12解：(1)2ASK相干解調(diào)，由查表得36,由于,則又由于,所以（２)2FＳK非相干解調(diào)得，所以（３）2DPSK差分相干解調(diào)得,所以(4）２ＰSK相干解調(diào)，由查表得9,所以6-1３解:雙比特碼元與載波相位的關(guān)系如下：雙比特碼元與載波相位的關(guān)系雙比特碼元載波相位A方式B方式00０10１1０1根據(jù)上表可得4PSK及4DＰSK信號(hào)的所有也許波形如圖6-3０所示。圖6-３０６-１４解：，所以。6-15解:信道帶寬為,信道帶寬為已調(diào)信號(hào)的帶寬。（1)時(shí)，QPSK系統(tǒng)的頻帶運(yùn)用率為則數(shù)據(jù)傳輸速率為(2)時(shí)，8ＰSK系統(tǒng)的頻帶運(yùn)用率為則數(shù)據(jù)傳輸速率為第７章多路復(fù)用及多址技術(shù)習(xí)題解答7-11解:每一路已調(diào)信號(hào)的頻譜寬度為，鄰路間隔防護(hù)頻帶為，則n路頻分復(fù)用信號(hào)的總頻帶寬度為7-２解：各路音頻信號(hào)通過(guò)SSB調(diào)制后,在兩路相鄰信號(hào)之間加防護(hù)頻帶，則30路信號(hào)合并后信號(hào)的總帶寬再進(jìn)行FM調(diào)制后，傳輸信號(hào)的頻帶寬度為7-３解：由于抽樣頻率為，所以抽樣間隔所