通原 答案第七章作业_new

第七章
• 思考题7-4 2ASK的传输带宽B2ASK=2fs 2ASK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7-7 2FSK信号的带宽 B2 FSK | f 2 f1 | 2 f s
7.17 解: QPSK及QDPSK信号波形如下图所示
QPSK
1
0
1
1
0
0
1
0
1
QDPSK
(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。
7.18 解: QDPSK信号波形如下图所示
QDPSK(参考)
1 r / 2 e 2
(2) 对于非相干解调2FSK，解调时总误码率 于是由误码率 10 5 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
Pe
Pi rn0 B 21.64 2 10 10 2 103 8.65 10 6W
第七章
• 7-9
(1)非相干接收时 Pe
1 r / 4 e r 4 ln( 2 Pe ) 2 a2 2 r 34 a 2r n 1.428 10 5V 2 2 n a0 5V k 20 lg Pe a0 110.8dB a
发送端振幅 衰减量 (2)相干接收时
参考 0 1 1 0 1 0
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 6 率 RB 2 10 B ，信道加性高斯白噪声的单 18 n 6 10 W / Hz ，接收端解 边功率谱密度 0 调器输入信号的峰值振幅 a 40V。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。
码反变换2DPSK相干解调时的系统误码率为
1 1 Pe [1 erf ( r ) 2 ] [1 (0.999992 ) 2 ] 8 10 6 2 2
2DPSK信号差分相干解调时的误码率为
1 1 Pe e r e 10 2.27 10 5 2 2
第七章
1
0
1
1
0
0
0
1
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
错误计算为B= Rb log 2 M. 从而得到B=1200Hz
RB Rb log 2 M 2400 log 2 4 1200 ( Baud)
第七章
• 7-10
2PSK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
• 7-10
2DPSK信号和2PSK信号的带宽
B2 PSK B2 DPSK 2 f s
是基带信号带宽的2倍。
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。
7-15 在二进制数字调制系统中，已知码元传输速率 RB 1000 B ，接收机输入高斯白噪声的双边功率谱 n0 5 10 P 10 密度 2 10 W / Hz ，若要求解调器输出误码率 e ，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。
端解调器输入信号的峰值振幅 a 40V ，信道 18 加性高斯白噪声的单边功率谱密度 n0 6 10 W / Hz 。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。
第七章
• 7-11
(1)因为2FSK信号的带宽为 B=|f2-f1|+2fs f s RB 2 10 6 Hz, f1 10 MHz, f 2 10.4MHz 由已知， 所以， B f 2 f1 2 f s 10.4 10 2 2 4.4MHz 2 (2)解调器的输入噪声功率为 n n0 2 f s 6 10 18 2 2 10 6 2.4 10 11W
输出 g
f
2cos ω2 t a d
b c
e f
(3)2FSK信号的第一零点带宽近似为 B2FSK=|f2-f1|+2fs=4000Hz
• 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： 180 代表“1”， (1).若 0代表“0”， 试画出这时的2DPSK信号波形； (2).若 270 代表“0”， 90 代表“1”， 则这时的2DPSK信号波形又如何？
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。
• 7-15
第七章
1 r Pe erfc ( ) 2 4
(1) 对于相干OOK,解调时系统误码率 在系统误码率为10 5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
Pi rn0 B 36 2 10 10 2 103 1.44 10 5W
r / 4 1.24 10 4 非相干接收时，Pe e
1 2
(2)相干接收时， Pe
1
r
e r / 4 2.36 10 5
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 2 12 4 3 10 W P 10 率 n ，若要求系统误码率 e 。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。
第七章
• 7-3
(1) 基带信号
振荡器f1
反相器
选通开关
e2FSK(t)
相加器
振荡器f2
选通开关
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： 0 1 1 0 1 0 t
(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。
1 e r / 2 4 10 9 2 r
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 来自百度文库干解调2DPSK信号时的系统误码率。
第七章
• 7-13
2PSK信号相干解调时的系统误码率为
1 1 Pe erfc ( r ) erfc ( 10 ) 4 10 6 2 2
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7-4 2ASK信号传输带宽与波特率或基带信号的带宽有 什么关系？
1 2 e r / 4 10 4 a r 2 n 1.273 10 5V 2r
a2 r 27 2 2 n k 20 lg a0 111.8dB a
第七章
6 R 2 10 B ， 7-11 若某2FSK系统的码元传输速率 B 发送“1”符号的频率 f1为10MHz，发送“0”符号 的频率 f 2 为10.4MHz，且发送概率相等。接收
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。
B 2RB 4 106 Hz
带通滤波器输出噪声平均功率为
2 n n0 B 2.4 10 11W
a2 (40 10 6 ) 2 33.3大于1 信噪比为 r 2 11 2 n 2 2.4 10
(4) 对于相干解调2PSK，解调时总的误码率 Pe 1 erfc( r ) 2 5 于是由误码率10 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
Pi rn0 B 9 2 10 10 2 103 3.6110 6W
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。
第七章
第七章
• 7-4
(1) 0 1 0 1
a
e2FSK(t)
带通滤 波器 ω1
带通滤 波器 ω2
包络检 波器 a 定时脉冲 c 包络检 波器
b b 输出 抽样判 断器 e d c
d
第七章
• 7-4(2)
发送端
信道 带通ω2 带通ω1
a
相乘器
b
低通
c
抽样判断器
2cos ω1 t d 相乘器 e 低通
• 7-15
第七章
1 r P (3) 对于差分相干解调2DPSK，解调时总的误码率 e 2 e
于是由误码率 10 5 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
Pi rn0 B 10.82 2 10 10 2 103 4.32 10 6 W
a2 (40 10 6 ) 2 输入信噪比为 r 2 33.3 2 n 2 2.4 10 11
非相干接收时，系统误码率为 (3)相干接收时，系统误码率为
Pe 1 r erfc ( ) 2 2
1 1 Pe e r / 2 e 33.3 / 2 3 10 8 2 2
第七章
第七章
• 7-7
1 1 1 .5 (1)由题中的已知条件可得，fc=1800Hz,RB=1200B。所以 Ts Tc 即一个码元周 期Ts含有1.5个载波周期。相位偏移 0代表“0”、 180 代表“1” 的波形如图
参考
0
1
1
0
1
0
(2) 270代表“0”、 90 代表“1”时的2DPSK波形如图
第七章
• 7-3
(3) Pc(f)
-3000 -2000 -1000
0
1000 2000 3000
f/Hz
• 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。
由奈奎斯特第一准则可知,最大的频带利用率为2Baud/Hz,故
B RB 2 600( Hz )
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 ： 1 OOK: 2FSK: 0 1 1 0 0 1