通信原理课后答案 - 鲍卫兵

各点时间波形:(下图对应各点要换成101100011)

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(2000? t+?1),发0码时的波形为Acos(8000? t+?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下图,时间波形略。 载波 开关 ~ f1

S e02FSK(t)

载波 ~ f2 s(t)

(2)2FSK信号频谱结构示意图如下图,其带宽

B2FSK?f2?f1?2fs?4000?1000?2?1000?5000Hz。

相位不连续2FSK信号的功率谱(单边谱)

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。

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。

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。

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 载波

开关

0 s e2DPSK(t) ?

? 码变换

移相 s(t)

~ (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 码(反)数据 抽样 2DPSK 带通 低通 相乘器 变换器 输出 判决器 信号 滤波器 滤波器 本地载波

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=0.5?s,接收端解调器输入信号的振幅a=40?V,信道加性高斯白噪声的单边功率谱密度n0=6?10?18W/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。

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?

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。

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。1 解:已知解调器输入信噪比r=10dB,即10lgr=10dB,所以可得r=10 (1) 相干解调2PSK误码率为:Pe?1erfc(r),在大信噪比条件下,上式近似为2Pe?11e?r?e?10?4?10?6 2?r210?(2) 相干解调加码反变换2DPSK误码率为:P,其中Pe为相干解调2PSK'?2(1?P)Peee误码率。由于P?1,所以上式近似为Pe'?2Pe?8?10 e(3) 差分相干解调2DPSK系统的误码率为:Pe??61?r1?10e?e?2.27?10?5 22

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=10?8W/Hz,若采用相干解调,试求解以下问题: (1)误码率都保持在10?5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N?n0?B2ASK?10?4000W?4?10W,误码率都保持在10?5时,即相干解调Pe??8?51erfc(r/2)?10?5,查表求得r=36.13,信号功率为:2?5?5S?36.13?4?10W?144.5?10W,信号幅度为:

a?2S?2?144.5?10?5V?5.38?10?2V,

由10V衰减到5.38×10V,衰减的分贝(dB)数为[20lg(10/(5.38×10))] 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

-2

-2

N?n0?B带通?10?8?2000W?2?10?5W,误码率都保持在10?5时,即相干解调1rPe?erfc()?10?522,

得,

r=18.07信

,号

信幅号

功度

率为为

::

S?18.07?2?10?5W?36.14?10?5Wa?2S?2?36.14?10?5V?2.69?10?2V,

由10V衰减到2.69×10V,衰减的分贝(dB)数为[20lg(10/(2.69×10))] 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N?n0?B2PSK?10?4000W?4?10W,误码率都保持在10?5时,即相干解调Pe??8?5-2

-2

1erfc(r)?10?5,查表求得r=9,信号功率为:2?5S?9.035?4?10W?36.14?10?5W,可见2PSK信号传输距离与2FSK的相同,为

51.4km。 (2)略

5-14 设发送数字信号序列为{an}=0101100011010,试按图5.5.3-2(b)、(e)所示的相位配置矢量图,分别画出相应的4PSK和4DPSK信号的所有可能波形。

s(t)

A 5-15 基带数字信号s(t)如题5-15图所示,已知载波频率为码元速率的2倍。 (1)试画出MASK的时域波形;

(2)若以s(t)作为调制信号进行DSB模拟调幅,试画出已调波时域波形。与(1)的结果比较有何不同?

5-16 设待发送的数字信号序列为1001110,已知码元速率为400B,载频为300Hz,试画出MSK信号的相位路径?k(t)图和波形图。

A/3 o ?A/3 ?A 题5-15图

t 实践项目

1. 请用FPGA实现4PSK调制解调系统。

2. 请用MATLAB画出相干解调的2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK的Pe-r曲线,以及

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