通信系統(tǒng)原理-郭宇春-4、5、6章課后題答案

通信系統(tǒng)原理-郭宇春-4、5、6章課后題答案第一頁(yè)，共28頁(yè)。5-6已知待傳送二元序列

，試就以下各種情況分別畫(huà)出相應(yīng)的PSK信號(hào)波形。（1）絕對(duì)PSK，載波起始相位為0；（2）絕對(duì)PSK，載波起始相位為π

；（3）DPSK，載波起始相位為0解：（1）（2）（3）第二頁(yè)，共28頁(yè)。5-8.已知發(fā)送載波幅度A=10V，在4kHz帶寬的電話信道中分別利用ASK、FSK及PSK系統(tǒng)進(jìn)行傳輸，信道衰減為1dB/km，噪聲單邊帶功率譜密度，采用相干解調(diào)（1）P_eASK、P_eFsk及P_ePSK都確保在10-5

時(shí)，各種傳輸方式都傳送多少公里？（2）若ASK所用載波幅度

A=20V，并分別是FSK和PSK所用載波幅度的

1.4倍和2倍，重做（2）；（3）若信號(hào)幅度均相同，即

A=10V，而信道噪聲譜

的關(guān)系為

，試比較三種誤碼率的關(guān)系.解:（1）因?yàn)椴捎孟喔山庹{(diào)

ASK:Pe=1/2erfc（1/2sqr(r))=10-5

查表得出γ=36σn2=n0B=10-8×4×103=4×10-5P收=γ×σn2=36×4×10-5=-28.4dB

p發(fā)=A2/2=50W=17dBL1ASK=17-(-28.4)=45.4km第三頁(yè)，共28頁(yè)。FSK:Pe=1/2erfc（sqr(γ/2))

得出γ=18P收=18×4×10-5=72×10-5=-31.4dBLFSK=48.4kmPSK：Pe=1/2erfc（sqr(γ))

得出γ=9P收=9×4×10-5=-34.4dBLPSK=51.4km(2)AASK=20VAFSK=14.5VAPSK=10VP發(fā)ASK=200W=23dBP發(fā)FSK=200/1.4/1.4102W=20dBP發(fā)PSK=50W=17dBLASK=LFSK=LPSK=51.4km(3)γASK：γFSK：γPSK=4:2:1故Pe的比為1:1:1第四頁(yè)，共28頁(yè)。5-9在相對(duì)相移鍵控中，假定傳輸?shù)牟罘执a是110101011，試求出下列兩種情況下原來(lái)的數(shù)字信號(hào)。(1)規(guī)定遇到數(shù)字信號(hào)1時(shí)，差分碼保持前位信號(hào)不變，否則改變前位信號(hào)。(2)規(guī)定遇到數(shù)字信號(hào)0時(shí)，差分碼保持前位信號(hào)不變，否則改變前位信號(hào)。設(shè)差分碼的第一位規(guī)定為0。解：(1)0變1不變(2)1變0不變：第五頁(yè)，共28頁(yè)。5-10圖（a）所示的

波形代表的二元碼序列

，利用圖（b）所示的系統(tǒng)進(jìn)行頻帶傳輸。

（1）試畫(huà)出圖中指出的各點(diǎn)信號(hào)波形

；

（2）設(shè)計(jì)接收端判決規(guī)則。s6(t)>0“0”碼；s6(t)<0“1”碼S(t)S5(t)S6(t)第六頁(yè)，共28頁(yè)。5-12利用DPSK系統(tǒng)傳送二元序列

。1）若起始參考位為1，畫(huà)出DPSK信號(hào)波形；2）若起始參考位改為0，DPSK波形有否影響？寫(xiě)出這時(shí)的差分碼序列；（3）假定信道無(wú)噪聲干擾，而本地載波有

相移，問(wèn)能否正確恢復(fù)原信號(hào)？解：（2）差分碼序列為{1101100010}；（3）能。解調(diào)時(shí)相位差為兩相鄰相位之差，都相移180度，對(duì)差值無(wú)影響，故對(duì)解調(diào)結(jié)果無(wú)影響。（1）（2）時(shí)間t時(shí)間t00第七頁(yè)，共28頁(yè)。6-1采用MSK信號(hào)發(fā)送PCM編碼序列，已知信息速率為20kbit/s，載波幅度為10V，試確定（1）已調(diào)波的傳號(hào)和空號(hào)信號(hào)表達(dá)式；（2）上述兩種信號(hào)的相關(guān)系數(shù)；（3）頻移指數(shù)、帶寬、頻帶利用率。解：(1)傳號(hào):SMSK(t)=A0cos(ω0t+πt/2Tb+φ(k))(k-1)Tb<t<=kTb

空號(hào)：SMSK(t)=A0cos(ω0t-πt/2Tb+φ(k))φ(k)是第k個(gè)碼字的初始相位代入Tb=1/Rb=5×10-5

A0=10V得

傳號(hào)：SMSK(t)=10cos(ω0t+10-4πt+φ(k))

空號(hào)：SMSK(t)=10cos(ω0t-10-4πt/+φ(k))(2)ρ=0(3)h=2△f/Rb=1/(4Tb)/Rb=1/2帶寬BRb=20kHZ

頻帶利用率η=Rb/B=1第八頁(yè)，共28頁(yè)。6-2采用MSK信號(hào)傳輸數(shù)字序列

（1）MSK信號(hào)同相和正交分量的波形；（2）MSK信號(hào)波形；（3）MSK信號(hào)載波相位路徑圖（設(shè)初始相位為0）。

解：MSK信號(hào)的正交表達(dá)式同相分量I(t)

正交分量Q(t)

差分碼序列奇偶變換令A(yù)=1歸一化第九頁(yè)，共28頁(yè)。+--+++--+-++-第十頁(yè)，共28頁(yè)。第十一頁(yè)，共28頁(yè)。(3)相位路徑0Tb2Tb3Tb4Tb5Tb6Tb7Tb8Tb9Tb10Tb11Tb12Tb13Tb

π/2π3π/22π第十二頁(yè)，共28頁(yè)。6-3設(shè)MSK信號(hào)的初始相位為0，給出格雷碼的4對(duì)比特組合00，01，10，11分別對(duì)應(yīng)的MSK信號(hào)碼元周期結(jié)束時(shí)的相位。

解：

00：

第十三頁(yè)，共28頁(yè)。6-4計(jì)算在4kHz電話信道中下列系統(tǒng)的信息傳輸速率，設(shè)基帶信號(hào)是升余弦脈沖，滾降因子為0.5（1）2PSK；（2）4PSK；（3）8QAM。

解：B=4kHz(1)2PSKB=2(1+a)RB=3Rb=>Rb=4/3KHz(2)4PSKB=2(1+a)RB=3Rb/2=>Rb=8/3KHz(3)8QAM:兩路

正交疊加，

Rb=2KHz

第十四頁(yè)，共28頁(yè)。6-5給定序列

（1）畫(huà)出QAM系統(tǒng)框圖，畫(huà)出發(fā)送系統(tǒng)中同相與正交支路的基帶信號(hào)波形及正交調(diào)制后兩個(gè)支路的已調(diào)波信號(hào)波形，畫(huà)出QAM信號(hào)波形；（2）改成QPSK系統(tǒng)，重做（1）；（3）分析比較兩種系統(tǒng)的異同解

:（1）第十五頁(yè)，共28頁(yè)。QAM調(diào)制器方框圖電平轉(zhuǎn)換串/并

（雙極性方波）雙單極性電平轉(zhuǎn)換并/串抽樣判決抽樣判決QAM解調(diào)器方框圖第十六頁(yè)，共28頁(yè)。I(t)Q(t)QAM(t)-++---++-奇數(shù)位序列偶數(shù)位序列第十七頁(yè)，共28頁(yè)。(2)QPSK的正交表達(dá)式同相分量I(t)

正交分量Q(t)注意：與QAM正交表達(dá)式的區(qū)別第十八頁(yè)，共28頁(yè)。相干載波產(chǎn)生相乘電路相乘電路/2相移串/并變換相加電路cos0ta(t)s(t)ab第十九頁(yè)，共28頁(yè)。B方式奇數(shù)位序列偶數(shù)位序列第二十頁(yè)，共28頁(yè)。B方式

（3）相同發(fā)送信號(hào)功率，QPSK信號(hào)功率較??；為獲得同樣的已調(diào)信號(hào)功率，QPSK需更大發(fā)送信號(hào)功率。第二十一頁(yè)，共28頁(yè)。補(bǔ)充2已知源符號(hào)序列為={111100100101111110}（1）給出

的多電平基帶信號(hào)及同相、正交支路基帶調(diào)制信號(hào)。（2）畫(huà)出16QAM系統(tǒng)框圖，給出已調(diào)波表示式及

值。（3）下圖給出兩個(gè)正交支路各個(gè)電平對(duì)應(yīng)編碼，畫(huà)出星座圖，并給出16個(gè)已調(diào)信號(hào)幅度與相位同相支路正交支路22第二十二頁(yè)，共28頁(yè)。（1）信源輸出比特流01111000001111000000101111110，用不歸零雙極性共個(gè)電平來(lái)表示4元序列，（-1，1，3，-3，3，-1，1，3，-1，-3）進(jìn)行串－并變換，兩個(gè)并行支路的4元序列為：（-1，3，3，1，-1）（1，-3，-1，3，-3）兩支路分別乘以互為正交的正弦型載波，然后相加，構(gòu)成16QAM信號(hào)波形序列。

I(t)Q(t)16QAM(t)第二十三頁(yè)，共28頁(yè)。16QAM系統(tǒng)框圖已調(diào)波表達(dá)式（2）第二十四頁(yè)，共28頁(yè)。16QAM的信號(hào)表示式還可以由以下形式表示

幅度：

相位：

（3）第二十五頁(yè)，共28頁(yè)。

補(bǔ)充1.現(xiàn)有4800bit/s速率的二元基帶數(shù)字信號(hào)，欲通過(guò)300~3400Hz實(shí)現(xiàn)電話信道傳輸。（1）試?yán)肰SB信號(hào)；（2）試?yán)肈SB信號(hào)。解：B=3100HZ,理想SSB信號(hào)系統(tǒng)傳輸不可實(shí)現(xiàn)。試?yán)?相QPSK。

每支路RB=2400Baud，BN=1200HZ，

信號(hào)頻率范圍為0~1800Hz，選擇載頻2400HZ，則上邊帶2400~4200Hz，下邊帶為600~2400Hz

為了充分利用600~3000HZ信道帶寬，并采用可實(shí)現(xiàn)邊帶濾波器，采用

的VSB濾波器，形成發(fā)送信號(hào)波形。

26第二十六頁(yè)，共28頁(yè)。系統(tǒng)方框圖（2）考慮采用8相差分調(diào)制。二/八，串/并變換，奈氏帶寬BN=800HZ，選用滾降系數(shù)