现代通信原理李晓峰版第四章部分答案.doc

第四章1 2 3 4 5 6 10 11 13 14 15 17 20 251给定二进制比特序列1101001，试给出相应的单极性NRZ信号、双极性RZ信号与传号差分码信号的波形。解：单极性NRZ信号、双极性RZ信号与传号差分码信号的波形如下图所示：2某数字基带系统速率为2400Baud，试问以四进制或八进制码元传输时系统的比特速率为多少？采用双极性NRZ矩形脉冲时，信号的带宽估计是多少？解：以四进制传输时系统的比特率为：以八进制传输时系统的比特率为;信号的带宽与波特率有关，无论是多少进制传输，采用双极性NRZ矩形脉冲传数据时，信号带宽都为： 3某数字基带系统速率为9600bps，试问以四进制或十六进制码元传输时系统的符号率为多少？采用单极性RZ矩形脉冲时，信号的带宽估计是多少？解：以四进制传输时系统的符号速率为：以十六进制传输时系统的符号速率为：信号的带宽与波特及脉冲宽度有关，以四进制单极性RZ脉冲传输时，信号带宽为： 以十六进制单极性RZ脉冲传输时，信号带宽为： 4 某二元数字基带信号的基本脉冲如图题4.4所示，图中为码元间隔。数字信息“1”和“0”出现概率相等，它们分别用脉冲的有、无表示。试求该数字基带信号的功率谱密度与带宽，并画出功率谱密度图。图 题4.4解： 本题中，0、1等概率，单极性NRZ信号，且码元脉冲形状为g(t) 且 所以该数字基带信号的功率谱为：5 已知随机二进制序列1和0出现概率为和，基带信号中分别用和表示1和0。试问：（1） 基带信号的功率谱密度及功率；（2） 若为图题4.5（a）所示波形，为码元宽度，该序列是否含有离散分量；（3）若改为图题4.5（b），重新回答问题（2）。图 题4.5解：2PAM信号的幅度序列为：序列且 （1）基带信号的功率谱密度 功率：（2）若基带脉冲波形为则的傅里叶变换为该基带信号的离散谱为： 故该二进制序列不存在离散分量（3） 若基带脉冲波形为则的傅立叶变换为 该基带信号的离散谱为： 所以，该二进制序列存在离散分量。 6 采用低通滤波技术接收二元双极性NRZ信号。假设二进制符号0和1是等概率的，问接收机的平均差错概率计算公式是什么？需要的是多少？（提示：借鉴例题4.6数值）解：采用LPF接收二元双极性NRZ信号，0、1等概。由表4.3.1，接收机的平均差错概率的计算公式为：其中，为二元NRZ信号带宽。时，需要的10双极性矩形不归零2PAM信号通过噪声功率谱密度为的AWGN信道传输，假定码元0与1的概率分别是1/3与2/3，接收机采用低通滤波器。试问：（1） 平均误比特率计算公式；（2） 接收系统的最佳判决门限；（3） 最小误比特率。解：发送信号（1）平均误比特率计算公式由教材式（4.3.17）给出如下：设LPF的带宽为B(2)决门限由教材式（4.3.18）给出 （3）最小误比特率为其中：* 11 在功率谱密度为的AWGN信道中进行二元基带传输，假定码元等概且发射信号分别为： （1） 确定最佳接收机的结构（确定滤波器特性）；（2） 给出最佳错误概率。解：(1) 最佳接收机结构为（滤波器为匹配滤波器）或： （2）的能量为： 由教材式（4.3.21）可知，最小的为 13 设4种基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波器组成的如图题4.13所示，若要求以波特的速率进行数字传输，问它们是否会造成码间干扰。图 题4.13解： 根据奈奎斯特第一准则，当最高传输码率时，能够实现无码间串扰传输的基带系统的总特性应满足 容易验证：（a）、（b）、（c）、（d）都满足无码间串扰传输的条件。14 设基带传输系统的发送滤波器、信道和接收滤波器的总传输特性如图题4.14所示：图 题4.14其中1MHz，3MHz。试确定该系统无码间干扰传输时的码元速率和频带利用率。解： 该系统无码间干扰传输时的码元速率和频带利用率为：15 设无码间干扰基带传输系统的传输特性为的升余弦滚降滤波器，基带码元为16进制，速率是1200Baud。试求：（1） 该系统的比特速率。（2） 传输系统的截止频率值；（3） 该系统的频带利用率；解：（1）对于M进制传输，其信息速率与码元速率的关系为，这里M=16，故系统的比特速率为： （2）传输系统的截止频率值为（3）系统频带利用率为：17 在某理想带限信道Hz上传送PAM信号。（1） 要求按9600bps的速率传输，试选择PAM的电平数；（2） 如果发送与接收系统采用平方根升余弦频谱，试求滚降因子；（3） 保证所需要的是多少？解：（1）最大频带利用率 即 取M=4（3） 发送与接收系统采用平方根升余弦频谱时，得20对于带预编码的第IV类部分响应系统，给定输入数据，试给出（1）实际发送序列（2）判决输出过程与输出序列an+1+1+1-1-1+1-1+1+1+1-1-1bn111001011100dn00110100011010Dn-1-111-11-1-1-111-11-1cn0002-20-20002-2rn0002-20-20002-2an111-1-11-1111-1-1 25:给定二进