现代通信技术(习题解答)

2019/12/21《现代通信技术》习题解答四川大学电子信息学院杨万全1第2章习题解答2019/12/21《现代通信技术》习题解答四川大学电子信息学院杨万全22.4某系统对输入信号x（t）的响应为，求：（1）系统的传输函数H（）；（2）当输入功率密度谱为Px（）时的输出功率密度谱Py（）；（3）若用RC网络来近似实现该系统,试问该系统具有何种电路结构,参数该如何选择?所以（2）（P59式2.5.42）解：（1）因为2019/12/21《现代通信技术》习题解答四川大学电子信息学院杨万全3（3）x（t）y（t）RCx（t）y（t）RCR’2.62019/12/21《现代通信技术》习题解答四川大学电子信息学院杨万全4如图，系统由具有相同冲激响应的两级网络级联而成，求系统的冲激响应和传输函数。解：（1）系统的冲激响应：（解法一）0tτh1（t）0tτh2（t）110tτh（t）2ττ2.62019/12/21《现代通信技术》习题解答四川大学电子信息学院杨万全5系统的冲激响应：（解法二）0tτh1（t）0tτh2（t）110tτh（t）2ττ2.62019/12/21《现代通信技术》习题解答四川大学电子信息学院杨万全6解：（2）系统的传输函数：（解法一）0tτh（t）2ττ0t-τf（t）ττ所以，系统的传输函数2.62019/12/21《现代通信技术》习题解答四川大学电子信息学院杨万全7系统的传输函数：（解法二）0tτh1（t）0tτh2（t）110tτ/2h0（t）1-τ/22.62019/12/21《现代通信技术》习题解答四川大学电子信息学院杨万全8系统的传输函数：（解法三）0tτh1（t）0tτh2（t）11因为系统的传输函数所以2.62019/12/21《现代通信技术》习题解答四川大学电子信息学院杨万全9系统的传输函数：（解法四）0tτh1（t）0tτh2（t）11因为所以，系统的传输函数2019/12/21《现代通信技术》习题解答四川大学电子信息学院杨万全102.7求下图所示系统的频率传输函数，并画出幅度频谱的示意图。解：（解法一）由图可得：它的等效网络的传递函数为2019/12/21《现代通信技术》习题解答四川大学电子信息学院杨万全112.7（解法二）：它的等效网络的传递函数为2019/12/21《现代通信技术》习题解答四川大学电子信息学院杨万全12信道的幅频特性|H（ω）|ωτ1+r1-r0π2π3π4π5π2.272019/12/21《现代通信技术》习题解答四川大学电子信息学院杨万全13某接收机工作频率为2GHz,由两级放大器组成。前置放大器的有效输入噪声温度为124k,功率增益为29dB；后接放大器的噪声指数为12dB，功率增益为80dB，求接收机在室温（290k）环境下的总噪声指数和有效输入噪声温度。解：由Te=（F-1）Ti得：F1=1+Te1/Ti=1+124/290≈1.43由题知10lgF2=12则F2=101.2≈15.85Te2=（F2-1）×290=4306KKp1=29db,则Kp1=102.9≈794.3F=F1+（F2-1）/Kp1=1.43+（15.85-1）/794.3≈1.449Te=Te1+Te2/Kp1=124+4306/794.3≈129.42K2019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全14第3章习题解答2019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全153.3如果调制信号m(t)=cos(1×103πt)+cos(3×103πt)，它们调制在fc=2MHz的载频上产生双边带（DSB）信号，接收机的参考载频为1.999MHz：（1）画出调制和解调的原理框图；（2）画出已调信号的频谱示意图；（3）假设接收机输出低通滤波器的截止频率为3kHz，试问解调输出哪些频率的信号?2019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全16解：（1）调制和解调的原理框图如下（2）已调信号的频谱示意图如下2019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全17（3）假设接收机输出低通滤波器的截止频率为3kHz，由频谱搬移示意图可见，解调输出频率为0.5kHz、1.5kHz和2.5kHz的信号。相干解调器的输出为2019/12/21《现代通信技术》习题解答四川大学电子信息学院杨万全18解析计算相干解调器中乘法器的输出为相干解调器的输出为2019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全193.10假设接收机的输出信噪比为20dB,输出噪声功率10-9W，从发射机到接收机输入端的传输衰减为100dB,试求：（1）采用DSB调制时的发射机发射功率；（2）采用SSB调制时的发射机发射功率。BPF解调器发射机m(t)2019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全20接收机的输出信噪比为20dB,输出噪声功率10-9W，传输衰减为100dB解：（1）当采用DSB调制时，BPF解调器发射机m(t)2019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全21而发射机到接收机的传输衰减为100dB,即：2019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全22（2）同理，可以得到当采用SSB调制时的发射机发射功率。2019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全23而发射机到接收机的传输衰减为100dB,即：2019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全24若基带信号最高频率分量为2.7kHz，先对5.3kHz载频进行DSB调制，再进行频率调制，设调频信号的最大频偏为40kHz，（1）求接收机输入端带通滤波器的带宽；（2）画出调制与解调系统的原理框图。3.122019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全25解：（2）调制与解调系统的原理框图LPFBPF调频解调调频已调信号可表示为2019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全26（1）接收机输入端带通滤波器的带宽应与发射机输出调频信号的带宽相同，所以LPFBPF调频解调调频说明：计算调频信号的带宽，关键在于确定调制信号的最高频率fM。2019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全27某角调制信号为（1）求该信号的载频、最大频偏、调制指数和带宽；（2）试问：该信号是FM信号还是PM信号？解：（1）该信号的载频：1106Hz最大频偏带宽：（2）试问：该信号是FM信号还是PM信号？3.13调制指数：2019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全283.14某角调制信号为（1）求该信号的载频、最大相位偏移和最大频偏；（2）如果它是PM调相信号，并且kPM=2，求调制信号m(t)；（3）如果它是FM调频信号，并且kFM=500π，求调制信号m(t)。2019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全29最大频偏：解：（1）对比角调制信号的一般表示式与给定信号的表示式2019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全30（2）如果信号是PM调相信号，则2019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全31所以，调制信号两边同时求导，可以得到：（3）如果信号是FM调频信号，则2019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全323.16幅度为5V，试求（1）FM信号的表示式sFM(t)；（2）最大频偏、调频指数和带宽。）（Hzcos2000104101)(47tπtf已知FM信号的瞬时频率为解：（1）FM信号的表示式sFM(t))40sin2000105cos(2]d)(2[5cos)(7FMtπtπttfπts2019/12/21《现代通信技术》第3章习题解答四川大学电子信息学院杨万全33）（Hz104|)(|4maxdtθfΔ解：（2）最大频偏、调频指数和带宽。40|)(|maxdFMtωβ）（）（Hz1082123MFMfβBf2019/12/21《现代通信技术》第4章习题解答四川大学电子信息学院杨万全34第4章习题解答2019/12/21《现代通信技术》第4章习题解答四川大学电子信息学院杨万全35均匀量化电平数的计算与编码模拟信号预滤波抽样量化编码数字信号熟练掌握对抽样信号进行均匀量化编码的计算方法。（1）单极性信号的均匀量化编码：量化间隔数的计算①可以采用四舍五入②也可以采用取整的方法。例如：当抽样值为1.16伏，量化间隔Δ为0.1伏时，1.16÷0.1=11.6。若采用四舍五入，则量化间隔数为12，编码为四位自然二进制码得1100；若取整，则量化间隔数为11，编码为四位自然二进制码得1011。两种方法的区别在于计算重建值时，前者的重建值=量化间隔数×量化间隔Δ；后者的重建值=（量化间隔数+1/2）×量化间隔Δ。（2）双极性信号的均匀量化编码：应将码字的首位用作极性码，其余各位用于表示信号绝对值的大小。信号绝对值的量化编码方法同单极性信号的均匀量化编码方法。（3）计算：信源信息传输速率=（比特数/每样值）×抽样速率。2019/12/21《现代通信技术》第4章习题解答四川大学电子信息学院杨万全364.3一PCM系统采用均匀量化编码，二进制码组的码位数为8，传输速率为64kb/s，求：（1）该系统所能允许的信息信号的最高频率；（2）系统的最小传输带宽。解：（1）该系统所能允许的信息信号的最高频率为（2）系统的最小传输带宽为2019/12/21《现代通信技术》第4章习题解答四川大学电子信息学院杨万全37假设某单极性信号的最大幅值为12.8V，若对该信号进行均匀量化并编码为8位二进制码，求：（1）量化间隔；（2）信号电平为9.5V时的量化编码码字；（3）码字“01101011”对应的信号电平。解：（1）量化间隔Δ=12.8÷28=0.05V（2）信号电平为9.5V时的量化间隔数为9.5÷0.05=190→190→（10111110）（3）码字“01101011”对应的十进制数为107，所以对应的信号电平为107×0.05=5.35V4.54.92019/12/21《现代通信技术》第4章习题解答四川大学电子信息学院杨万全38采用A率13折线非线性量化编码，最小量化间隔为ΔV1。以ΔV1为单位的两个量化抽样值分别为367ΔV1和-891ΔV1。求：（1）这两个量化抽样值各自对应的编码码组和量化误差；（2）接收端译码输出的量化电平值及其相对于发送端的量化抽样值的量化误差。解：（1）对于367ΔV1，假设“1”表示信号极性为正，则极性码位P=1。因为367＞128，X=1；367＜512，Y=0；367＞256，Z=1因为256+128＞367，A=0；256+64367，B=1；256+64+32367，C=1；256+64+32+16367，D=0所以367ΔV1：11010110误差：367ΔV1-352ΔV1=15ΔV14.92019/12/21《现代通信技术》第4章习题解答四川大学电子信息学院杨万全39对于-891ΔV1，因为P=0891＞128，X=1；891512，Y=1；8911024，Z=0512+256891，A=1；512+256+128891，B=0；512+256+64891，C=1；512+256+64+32891，D=1所以-891ΔV1：01101011误差：-891ΔV1–(-864ΔV1)=-27ΔV1（2）接收端译码输出(352+8)ΔV1=360ΔV1误差：7ΔV1-(864+16)ΔV1=-880ΔV1误差：-11ΔV1A(=87.6)律13折线8比特非线性码与13位线性码的变换表201