通原-答案第七章作业-new

第七章思考题7-1：什么是数字调制？它与模拟调制相比有哪些异同点？第七章思考题7-1：数字调制就是用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变换为数字带通信号的过程。数字调制与模拟调制的基本原理相同，但是数字信号有离散取值的特点。第七章•思考题7-42ASK信号传输带宽与波特率或基带信号的带宽有什么关系？第七章•思考题7-42ASK的传输带宽B2ASK=2fs2ASK的传输带宽是基带信号带宽的两倍。第七章•思考题7-7相位不连续2FSK信号的传输带宽与波特率或基带信号的带宽有什么关系？第七章•思考题7-72FSK信号的带宽sFSKfffB2||122第七章•7-102PSK信号和2DPSK信号的功率谱及传输带宽有何特点？它们与OOK的有何异同？第七章•7-102DPSK信号和2PSK信号的带宽是基带信号带宽的2倍。sDPSKPSKfBB222第七章•7-12试比较OOK系统、2FSK系统、2PSK系统和2DPSK系统的抗噪声性能。第七章•7-12在抗加性高斯白噪声方面2PSK性能最好，2DPSK稍次之，2FSK次之，OOK最差第七章•7-1：设发送的二进制信息为1011001，试分别画出OOK、2FSK、2PSK及2DPSK信号的波形示意图，并注意观察其时间波形上各有什么特点。第七章•7-1：1011001OOK:2FSK:2PSK:2DPSK:第七章•7-3设某2FSK传输系统的码元速率为1000B，已调信号的载频分别为1000Hz和2000Hz。发送数字信息为011010：(1).试画出一种2FSK信号调制器原理框图，并画出2FSK信号的时间波形；(2).试讨论这时的2FSK信号应选择怎样的解调器解调？(3).试画出2FSK信号的功率谱密度示意图。第七章•7-3(1)基带信号e2FSK(t)码元周期为1ms，“1”码使用1000Hz载波，一个码元周期中有一个载波周期；“0”码使用2000Hz载波，一个码元周期中有两个载波周期。波形：011010t(2)因为两个载波的载频频差（Δf=f2-f1=1000Hz=fs）较小，2FSK信号的频谱重叠部分较多，若是采用非相干解调时，上下两个支路的串扰很大，使得解调性能降低，所以不建议采用非相干的解调方式。而2FSK信号的两种波形构成一对正交信号，若是相干解调时，上下两个支路没有串扰，所以应该采用相干解调。反相器相加器选通开关振荡器f1选通开关振荡器f2第七章•7-3(3)Pc(f)-3000-2000-10000100020003000f/Hz第七章•7-4设二进制信息为0101，采用2FSK系统传输。码元速率为1000B，已调信号的载频分别为3000Hz（对应“1”码）和1000Hz（对应“0”码）。(1).若采用包络检波方式进行解调，试画出各点时间波形；(2).若采用相干方式进行解调，试画出各点时间波形；(3).求2FSK信号的第一零点带宽。第七章•7-4(1)0101a带通滤波器ω1带通滤波器ω2包络检波器包络检波器c抽样判断器bde定时脉冲e2FSK(t)输出abcd第七章•7-4(2)(3)2FSK信号的第一零点带宽近似为B2FSK=|f2-f1|+2fs=4000Hz发送端信道带通ω1带通ω2相乘器相乘器低通低通抽样判断器adebfcg2cosω1t2cosω2t输出adbcef第七章•7-7设发送的绝对码序列为011010，若采用2DPSK方式传输。已知码元传输速率为1200B，载波频率为1800Hz。定义相位差为后一码元起始相位和前一码元结束相位之差：(1).若代表“0”，代表“1”，试画出这时的2DPSK信号波形；(2).若代表“0”，代表“1”，则这时的2DPSK信号波形又如何？018027090第七章•7-7(1)由题中的已知条件可得，fc=1800Hz,RB=1200B。所以即一个码元周期Ts含有1.5个载波周期。相位偏移代表“1”的波形如图(2)代表“1”时的2DPSK波形如图csTT15.1118000”、代表“参考101100900270”、代表“参考101100注意：相位差是后一码元起始相位与前一码元结束相位之差，不是与前一码元起始相位之差第七章•7-8在2ASK系统中，已知码元传输速率，信道加性高斯白噪声的单边功率谱密度，接收端解调器输入信号的峰值振幅。试求：(1).非相干接收时，系统的误码率；(2).相干接收时，系统的误码率。BRB6102HzWn/106180Va40第七章•7-8(1)2ASK信号所需的传输带宽近似为码元速率的2倍。带通滤波器输出噪声平均功率为信噪比为非相干接收时，(2)相干接收时，HzRBB61042WBnn1102104.213.33104.22)1040(2112622大于nar44/1024.121reeP54/1036.21reerP第七章7-9在OOK系统中，已知发送端发送的信号振幅为5V，接收端带通滤波器输出噪声功率，若要求系统误码率。试求：(1)非相干接收时，从发送端到解调器输入端信号的衰减量；(2)相干接收时，从发送端到解调器输入端信号的衰减量。Wn122103410eP第七章•7-9(1)非相干接收时发送端振幅衰减量(2)相干接收时dBaakarVraerPdBaakVaVraarPrePnnrennere8.111lg2027210273.1210218.110lg20510428.12342)2ln(4210225244/0052224/第七章7-11若某2FSK系统的码元传输速率，发送“1”符号的频率为10MHz，发送“0”符号的频率为10.4MHz，且发送概率相等。接收端解调器输入信号的峰值振幅，信道加性高斯白噪声的单边功率谱密度。试求：(1)2FSK信号的第一零点带宽；(2)非相干接收时，系统的误码率；(3)相干接收时，系统的误码率。Va40HzWn/106180BRB61022f1f第七章•7-11(1)因为2FSK信号的带宽为B=|f2-f1|+2fs由已知，所以，(2)解调器的输入噪声功率为输入信噪比为非相干接收时，系统误码率为(3)相干接收时，系统误码率为MHzfffBMHzfMHzfHzRfsBs4.422104.1024.10,10,10212216Wfnsn1161802104.2102210623.33104.22)1040(2112622nar82/3.332/1032121eePre92/10421)2(21reerrerfcP第七章7-13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——码反变换2DPSK和差分相干解调2DPSK信号时的系统误码率。第七章•7-132PSK信号相干解调时的系统误码率为码反变换2DPSK相干解调时的系统误码率为2DPSK信号差分相干解调时的误码率为6104)10(21)(21erfcrerfcPe622108])999992.0(1[21])(1[21rerfPe5101027.22121eePre第七章7-15在二进制数字调制系统中，已知码元传输速率，接收机输入高斯白噪声的双边功率谱密度，若要求解调器输出误码率，试求相干解调OOK、非相干解调2FSK、差分相干解调2DPSK以及相干解调2PSK等系统所要求的输入信号功率。510ePBRB1000HzWn/102100第七章•7-15(1)对于相干OOK,解调时系统误码率在系统误码率为时，查表得解调器输入端信噪比r=36。而ASK信号所需得传输带宽近似为码元速率的2倍，即B=2RB=2000Hz于是，相干解调OOK系统所需输入信号功率为(2)对于非相干解调2FSK，解调时总误码率于是由误码率得到解调器输入端信噪比r=21.64则与(1)类似，得到非相干2FSK系统的输入信号功率为)4(21rerfcPe510WBrnPi531001044.1102102362/21reeP510WBrnPi631001065.810210264.21第七章•7-15(3)对于差分相干解调2DPSK，解调时总的误码率于是由误码率得到解调器输入端信噪比r=10.82得到相干解调2DPSK系统的输入信号功率为(4)对于相干解调2PSK，解调时总的误码率于是由误码率得到解调器输入端信噪比r=9得到相干解调2PSK系统的输入信号功率为reeP21WBrnPi631001032.410210282.10)(21rerfcPe510510WBrnPi631001061.31021029第七章7-17设发送二进制信息为101100101，试按照表7-2和表7-4所示的A方式编码规则，分别画出QPSK和QDPSK信号波形。7.17解:QPSK及QDPSK信号波形如下图所示101100101QPSKQDPSK(参考)解成10110001第七章7-18设发送二进制信息为10110001，试按表7-4所示的B方式编码规则画出QDPSK信号波形。10110001QDPSK(参考)7.18解:QDPSK信号波形如下图所示第七章7-20采用4PSK调制传输2400b/s数据：(1)最小理论带宽是多少？(2)若传输带宽不变，而比特率加倍，则调制方式应作何改变？7.20解:(1)根据题意有)(12004log2400log22BaudMRRbB由奈奎斯特第一准则可知,最大的频带利用率为2Baud/Hz,故)(6002HzRBB这里的B是基带带宽,4PSK信号的最小理论带宽应取单边带，为(2)当传输带宽不变时,即传输的码元速率不改变,要比特速率加倍,这就要求M2log加倍,即M为原来的4倍.故可以采用16PSK或16QAM.)(600Hz错解一没有考虑16QAM错解二M为原来的2倍，采用8PSK错误计算为B=.从而得到B=1200HzMRb2log