现代通信理论第五章

补充题：已知信元代码为1101110011，若基带系统采用第I类部分响应信号，，试写出预编码和相关编码的运算规律。
解：
信元代码ak:1101110011
bk-1: 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0
bk: 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1
ck: 1 1 0 1 1 1 2 2 1 1
ckmad2: 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1
解：（1）
（2）RB=100BB=2RB=200HZ
6-4一相位不连续的二进制FSK信号，发“1”码时的波形为Acos(2000t+1)，发“0” 码时的波形为Acos(8000t+0)，码元速率为600波特，系统的 频带宽度最小为多少？
解：发“1”时
发“0”时
6-5 若双边带噪声功率谱为n0/2=10-14W/Hz，信息速率为300b/s，要求误比特率为10-5，求 2PSK，2DPSK和2FSK系统中所要求的平均信号功率。
(3)若升余弦特性α=0.25；α=0.5时，试求传输PCM30/32路的数字电话(数码率为2048Kb/s)所需要的最小带宽?
解：
（1）若此系统的带宽为B时
则
其频带利用率为RB=1波特/HZ
（2）只要系统的传函满足奈奎斯特带宽的要求冲激序列和脉冲宽度为T的序列都能满足传输信号的要求。
（3）当а=0.25时 B=（а+1）RB/2=1.25×1024=1280KHZ当а=0. 5时 B=（а+1）×1024=1.5×1024=1536KHZ
5-7 假定基带信号中出现“1”和“0”的概率分别是1/3和2/3，信号是单极
性归零脉冲，A=2V，如果噪声幅度的概率密度函数如题5-7图所示，试求：

平顶抽样
1、平顶抽样脉冲顶部不随信号幅度变化。 2、平顶抽样采用抽样保持电路实现。 3、平顶抽样的过程可以等效成以下两步：
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信号与冲激相乘，输出为 通过冲激响应为h(t)（矩形）的网络，输出为：
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抽样信号的频谱为
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孔径失真—加权项Sa(ω τ /2)与频率有关，使 Xsf(ω )频谱出现畸变，接收端使用频率响应为
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用核函数表示重建信号
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三.带通抽样定理
实际信号许多是带通信号,其中心频率很高， 用低通抽样定理来选择抽样,得到的抽样频率太高, 传输所需的频带太宽,没有必要,应选择带通抽样。
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带通抽样定理：设带通信号的上截止频率为fH， 下截止频率为fL，则带宽B=fH-fL，此时fs应满足：
假设信号动态范围为50dB，满足要25dB的量化信 噪比，25=4.77-50+6.02n，n=11.67
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若采用均匀量化.
话音的每个样值需要12位二进值编码 按采样频率为8K算 数据率为96K（12*8k）。 传输带宽要48K（96k/2）.
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若要使频谱分量无混叠，则必须使 Nfs=2(NB+MB) 所以 fs=2B (1+M/N)
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§5.3 实际抽样
理想抽样：xs(t)=x(t)δ T(t) 实际抽样：用有限持续时间的脉冲（脉宽为τ ）。 平顶抽样：τ 时间内脉冲幅度不变。 自然抽样：τ 内脉冲幅度随信号幅度而变化。

5-1以占空比为1:1、峰 — 峰值为2m A 的方波为调制信号，对幅度为A 的正弦载波进行标准幅度调制，试① 写出已调波()AM S t 的表示式，并画出已调信号的波形图；② 求出已调波的频谱()AM S ω, 并画图说明。

解：① 令方波信号为2()(1)2m m T A nT t nT f t T A nT t n T⎧+ <<+⎪⎪=⎨⎪- +<<+⎪⎩ 0,1,2,...n = ± ± ，则000()cos 2()[()]cos ()cos (1)2m AM m T A A t nT t nT s t A f t t T A A t nT t n Tωωω⎧+ ≤<+⎪⎪=+=⎨⎪- +≤<+⎪⎩其中0,1,2,...n = ± ± 。

② 取方波信号一个周期的截断信号02()02m T m T A t f t T A t ⎧+ <<⎪⎪=⎨⎪- -<<⎪⎩，求得其傅里叶变换为()()sin()44T m TTF jA TSa ωωω=-则根据式（）可以得到方波信号的傅里叶变换为1(1)2()2()n m n n F j A n T πωδω+∞=-∞--=--∑所以已调信号的傅里叶变换为00001()()[()()][()()]2(1)122[()()][()()]AM n m o o o o n F F A n n jA A n T T ωωπδωωδωωπδωωδωωπππδωωδωωπδωωδωω=*-+++-++-- =--++-+-++∑时域及频域图如下所示：A π2/m j A π-0w 0w Tπ+02w T π+w()AM S w ()AM s t t()f t tT2T mA5-2已知线性调制信号表示如下： ①10()cos cos S t t t ω=Ω ②20()(10.5sin )cos S t t t ω=+Ω设Ω=60ω，试分别画出S 1(t)和S 2(t)的波形图和频谱图。

5-8对基带信号()m t 进行DSB 调制，11()cos 2cos2m t t t ωω=+,112f ωπ=,1500f Hz = ，载波幅度为1。

试：①写出该DSB 信号的表达式，画出其波形； ②计算并画出该DSB 信号的频谱； ③确定已调信号的平均功率。

解：①DSB 信号的表达式为110()()()(cos 2cos2)cos DSB S t m t c t t t t ωωω=⋅=+⋅()m t 及DSB 信号波形如图5.29实线所示。

图5.29②该DSB 信号的频谱为111100*********()()()21[()()2(2)2(2)]2*[()()][()()2(2)2(2)2(DSB S M C ωωωππδωωπδωωπδωωπδωωππδωωπδωωπδωωωδωωωδωωωδωωωδωω=∗ =−+++−++ −++ =−−+−++−−+−+ ++01010101)()2(2)2(2)]ωδωωωδωωωδωωω−+++++−+++频谱图如图5.30所示图5.30③已调信号的平均功率为221122111111111()21(cos 2cos 2)2cos 4cos cos 24cos 2(1cos 2)2(cos3cos )2(1cos 4)12.5 1.252DSB fBP P m t t t t t t tt t t t Wωωωωωωωωωω===+ ++ +++++ ==××1=211= 22 5-9 设SSB 发射机被一正弦信号()m t 调制，1()5cos m t t ω=，112f ωπ=，1500f Hz = ，载波幅度为1。

试：①计算()m t 的希尔伯特变换ˆ()mt ； ②确定下边带SSB 信号的表达式； ③确定SSB 信号的均方根（rms ）值； ④确定SSB 信号的峰值； ⑤确定SSB 信号的平均功率。

解：①1()5cos m t t ω=，其傅里叶变换为11()5[()()]M ωπδωωδωω=−++其希尔伯特变换的频谱为ˆ()sg n ()()Mj M j ωωωπδωωδωω11=−⋅ =5[(+)−(−)]因此，m(t)的希尔伯特变换为1ˆ()[()]5sin m t m t t ω==H②下边带SSB 信号的表达式为00101001ˆ()()co s ()sin 5cos cos 5sin sin 5cos[()]SSB S t m t t m t t t t t t t ωωωωωωωω=+ =⋅+⋅ =− ③以下边带SSB 信号为例，有SSB rms = ==④由下边带SSB 信号表达式可知，信号峰值为 max ()|5SSB S t =⑤SSB 信号平均功率为 225()12.52SSBSSB P S t W === 5-17已知幅度调制信号()AM S t 的总功率为200kW ，调制信号()f t 的最高频率 5 m f kHz =，载波频率810 o f kHz =，边带功率为40kW ，信道中噪声的双边功率谱密度，系统采用包络检波解调。