通信原理 樊昌信 曹丽娜 第六版 第六章 课后
答案
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通信原理樊昌信第六版 第六章答案
6—1
解:单极性~双极性~单极性归零~双极性归零~二进制差分~四电平波形分别如下图
a~b~c~d~e~f
(此图仅作参考,
6— 2
证明:
6—3
6—4
解:(1)由图P6-2可以写出
故g(t)的傅里叶变换G(f)为
ATTf,,,2ssGfSa, ,,,,22,,
6—5
解:
图形如6-18所示
6—6
解:(1)双极性信号的功率谱密度为
2,,222 PffPpGffpGmffmf,,,,,41|()|12||,,,,,,,,,,,,sssss,,
TTf,,,ss,GfSagtGf,设,则有 ,,,,,,,,33,,
PfGf将P=1/4,及代入表达式中,可得 ,,T/3,,,,ss
,,TTf,m,,,,,,22ssPfSaSafmf,,, ,,,,,,ss,,,,123183,,,,,,功率谱密度图略。
,2,当m=1时~上式中的离散普
,,,,m3,,2Safmfff,,,,0 ,,,,,,,ss,,21838,,,,,
所以能从该双极性信号中直接提取频率为的分量,其功率为 fT,1/ss
3 ,S2,8
6—7
解:
AMI码:+1 0 -1 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 0 +1
HDB3码:+1 0 -1 +1 0 0 0 +V -B 0 0 -V 0 +1 0 -1
AMI码形图如下:
HDB3码波形图如下:
6—8
解:双向码:
10 01 10 10 01 01 10 01 10
CIM码:
11 01 00 11 01 01 00 01 11
双向码波形图如下:
CIM码波形图如下:
(图形仅供参考)
6—9
2Ts(1||), t||t, 解:(1)令 gt(),, Ts2
other0
Ts,,htgt,, 由图可得 ,,,,2,,
TsTs,2 因为的傅里叶变换为 gtGSa,(),,,,,24
,,TsTs,,jjTsTs,,,222HGeSae,, 所以,系统的传输函数H,为 ,,,,,,,,,,24,,
(2)基带系统的传输函数H,由发送滤波器G,,信道C,和接收器G,三部分组,,,,,,,,TR
成,即 HGCG,,,,, ,,,,,,,,TR
因为C,,1,GG,,,,所以 ,,,,,,TR
22,G,,G, HGG,,,, ,,,,,,,,,,TRTR
Ts,,jTsTs,,,4故有 G,,G, ,H,,Sae,,,,,,TR,,24,,
6—10 解:
H, (1)由图可知系统传输函数为 ,,
1, ,(1||),||,,0, ,, H(),0other 0
1||tTs,(1||), t由 gt(),, Tsother0
Ts,,,2GTsSa,可得 ,,,,,2,,
2,,gGjt,, 根据傅里叶变换的对称性 ,,,,
,,t1,,00,,GjtSaH,g, 有 = ,,,,,,,,222,,,,
ht 所以,该系统接收滤波器输出基本脉冲时间表示式为 ,,
t,,,,200htSa, ,,,,22,,,
H,(2)根据奈奎斯特准则,当系统能实现无码间干扰传输时,应满足 ,,
n2,i,,,,,HC , ,||,,,,,TsTs,,i,1
,1,0当传码率时,即时 R,,||,,,,B0TsTs,
n2,i,,,,HC ,,,,Ts,,i,1
此时系统不能实现无码间干扰传输。
6—11
1时,能够实现无码间串扰传输的基带系统的总特性H,解:根据奈奎斯特准则,当最高传码率R,,,BTs应满足
n2,i,,,,,HC , ,||,,,,,TsTs,,i,1
2H, 因此当时,基带系统的总特性应满足 R,,,BTs
n4,i2,,,,,HC ,,||,,,,TsTs,,i,1
所以除c图外其他均不满足无码间串扰传输的条件。
6—12
解:
6—13 解:
6—14 解:
H,6—15 证明:可表示为 ,,
,,TTss,jj,,22TTT,ee,,,,,sss()1cos1HGG,,,,,,,,,,,,4/4/TT,,,,ss,,2222,,,, ,,
TTss,,,,jjTTTsss22GGeGe,,,,,,,,,,,4/4/4/TTTsss,,,244
G,其中,是高为1,宽为的门函数,其傅里叶反变换为 4/,T,,4/,Tss
,,22,t GSa,,,,,,4/,TsTTss,,因此,单位冲激响应
sin/cos/,,tTtTss = 2,tTtT/1(/),,ss
1由上式结果可知,当t=nTs(n不等于0)时,h(nTs)=0,所以当用波特速率传送Ts数据时,抽样时刻上不存在码间串扰。
6—16 证明:
对于单极性基带信号,在一个码元持续时间内,抽样判决器对接受的合成波形x(t)在抽样时
刻的取值为
AnkTs,()transport 1R xkTs(),, nkTs()transport , R
2ntnkT 因为是均值为0,方差为的高斯噪声,所以当发送“1”时,A+的一维概率密,,,,,RRsn
21()xA,度为 f,,exp[]12,2,,2nn
21xnkT而发送“0”时,的一维概率密度函数为 ,,fexp[],,Rs02,2,,2nn
令判决门限为,则发“1”错判为“0”的概率为 Vd
2VA,1()11xA,Vdd PPxVfdxdxerf,,,,,,,()exp[](),,eld1,,2,222,,,22nnn
发“0”错判为“1”的概率为
2V111x,d ,,,,,,,PPxVfdxdxerf()exp[]()eodV0,,2d,222,,,22nnn
发送“1”码和“0”码概率分别为P(1)和P(0),则系统总的误码率为
PPPPP,,(1)(0)eeleo
,P,e 令,则可求得最佳门限电平,即 0,Vd,Vd
,,22,,PVAV()1edd ,,,,,{(1)exp[]0exp[]}0PP,,22,,,V22,,2dnnn
,,22()VAV,dd因为 PP(1)exp[]0exp[],,,,,22,,22nn
,,22P0,,,VVA()dd 对上式移项取对数得 ,,ln22,,22(1)Pnn
2P0,,,A,nV,,ln 最佳判决门限 d2(1)AP
A, 当p(1)=P(0)=1/2时 ,Vd2
111A,,,PPerf() 此时系统误码率 PPPPP,,(1)(0)eleoeeleo222,22n
G(),Pn,,/26—17 解:(1)接收滤波器输入噪声双边功率谱密度为,则接受滤波器,,0
P,输入噪声双边功率谱密度为 G(),,,0R
n,20||, ,,,,,,,,,,,,|()|1cosPPGPH,,,,,,,,,,,iRi0002,0
接受滤波器输入噪声功率为 G(),R
,,,,//nn110000 ,,,,,,,,,,SPddW1cos,,,,,,0000,,,,//,,,,002222,,
(2)系统总的误码率为
PPPPP,,(1)(0)eeleo
在单极性波形情况下,和分别为 PPele0
V1||xA,d,,Pdx,,exp el,,,,,,,2,,
,1||x,,Pdx,,exp e0,,,Vd,,2,,
其中为判决门限,则误码率为 VPde
V,1||1||xAx,d,,,,PPdxPdx,,,,(1)exp(0)exp e,,,,,,,,Vd,,,,22,,,,
,P1,e 令,并考虑P(1)=P(0)= ,可求得最佳判决门限 0,Vd,V2d
A, 即 ,Vd2
此时系统总误码率为 Pe
V,1||1||xAx,,,,,,dPPdxPdx,,,,(1)exp(0)expe,,,,,,,,V,22,,,,d,,,,
V,1||1||xAx,,,,,,d,,,,1/(4)exp(1/4)expdxdx,,,,,,,,,,V,22d,,,,,,,, A,/211xAx,,,,,,,,,1/(4)exp1/(4)expdxdx,,,,,,,,,,A/222,,,,,,,,
A),,1/2exp(,2
6—18解:
6—19解:
6—20解:(1)的眼图如下 TT,0s
(2)的眼图如下 TT,20s
(3)比较: TT,2TT,0s0s
TTTTs0s0 最佳抽样判决时刻 即处 即处 2224
判决门限电平 0 0
噪声容限值 1 1
6—21解:由题意,理想低通滤波器的传输函数为
,对应的单位冲激响应为 htSat()(),LTs
则系统单位冲击响应为
,,, htSathtttTshtSatSatTs()()()2()()(2),,,,,,,,,,,,,,,,,,LL,,TsTsTs
对h(t)进行傅里叶变换,可得系统传输函数为
所以
6—22解:第一,四类部分响应信号的相关电平数为(2L-1);
二进制时L=2,相关电平为3;
四进制时L=4,相关电平为7;
6—23解:第四类部分响应的预编码公式为
babL,,[mod]kkk,2
包括方框图:
6—24解:
6—25解:
根据式(C)和2N+1=3,可以列出矩阵方程
Cxxx0,,,,,,,1012,,,,,,,, ,xxxC11010,,,,,,,,,,,,,xxx0C210,,,,,,1
将样值Xk代入,可得方程组
CC,,0.20,10
,,,,0.30.21CCC,101
,,,,0.30.21CCC,101
解得 =-0.1779 =0.8897 =0.2847 CCC,101
然后通过计算得
=0 =1 =0 =0 =-0.0356 =0.0153 =0.0285 yyyyyyy,101,3,223
其余=0 yk
输入峰值失真为
,1 DX,,||0.6,xkxk,,,00k,
输出峰值失真为
,1 Dy,,||0.0794,ykyk,,,00k,
均衡后的峰值失真减少7.5倍。