通信原理樊昌信曹麗娜第六版課后答案解析

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1、完美WORD格式 +E 1 1 0 0 0 0 6— 1 解：?jiǎn)螛O性，雙極性，單極性歸零，雙極性歸零，二進(jìn)制差分，四電平波形分別如下圖 a, b， c, d, e, f 1 o u l 0 0 +E —— — 0 1 1 1 0 0 0 0 （此圖僅作參考） 6— 2 證明： 若P二」與f無關(guān)），且fKkVl,則有 ［_爲(wèi)（『） 場(chǎng)（0 ［空②一鬲⑦］二1 胡 即昭①=psfi）-品迫=（^-0^（0 隔①忙―刃畐①=° 所以穩(wěn)態(tài)波卩①二戸工禹（『-也）+Q -芒）工凰L nTJ 所以無離散譜° 解 ⑴隨機(jī)二進(jìn)制序列的

2、雙邊功率諸密度為 郭［兩（負(fù)）+（卜刃$（唄川\<-瞬） 因?yàn)樨繥—eQm曲）Q&CO 所期佃）二銃兇-P）少初）+ 總2曠1尸￡憐（哦彳旳-哦） 隨機(jī)二進(jìn)制序列的功率為 $=丄匚戶3加=口1 加（卜加⑴+ Q2p -護(hù)自（?（啲|站-町 W = H ■豪 滋（D口?◎妙朋2p-l尸郭陋才匚砒啦）］<■- 岐 應(yīng)（2p-b ￡|刃呱）「 ⑵若則J "扌 0其恤 則?）=邙或警）=耳阿磯Q 因?yàn)棰賮A）=T少點(diǎn)品洛叱" 所以該二進(jìn)制序列不存在離散分孤 (3若J(和■ ［0茗他卩 則孔Q =互滋（峪）=三拓（唾t） 2 4 2 2 -?r T HP* J* ?

3、T? 21X1 — T 因?yàn)槌? ￥脳（巴?。?=如卻 』 2 J T 2 所以該二進(jìn)制序列存在離散分孤=* 整理分享 6—4 解：(1)由圖P6-2可以寫出 故g (t)的傅里葉變換G (f )為 ATs 2 Sa2 二 Tsf .2 巳知戶(D) = P(1) = P= $且 即幺⑴=刃)①⑴於 所以數(shù)宇基帶功率喈密度為 耳S =九旳-P)|GS - )f + 曲 +d- P'GET 旳-吋J= 幾鞏l-F)|GV)f +工『』彳幀)估(T-負(fù)卜 警附皆)冷工處呼艸切 (刀二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的離散借分量為 恥)=善丫列羅》”-啖) 當(dāng)朋=士時(shí)

4、「，三切代入上式得 凡(恥令唯"皿+魯列分U 因?yàn)槎M(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)中存在幾=舟的離散諳分量?所以能. JjF 提取瑪元同步所需的頻頊冷的分量』英功率為 16 2 16 2 卅 6— 5 解: ⑴因?yàn)榍?oGf) 又因?yàn)門■和《0”出現(xiàn)的概率相等，所^(/) = 0 =￡用-刊卩引)―遲旳斤所以該數(shù)字基帶信號(hào)的功率諳密度為 ^fl+cos^Y I屮夸 圖形如6-18所示 ⑵因?yàn)椤暄┧圆荒軓臄?shù)字基帶信號(hào)中直接提取頻率 ⑶饋碼率乩二“耳門尸）尿皿 頻帶寬度￡耳心耳 6— 6 解：（1）雙極性信號(hào)的功率譜密度為 2 乂 2 Ps f [=

5、4fsP 1-p |G(f)|2 fs2 1-2p ' |G mfs I、f -mfs -oO 設(shè)gif，則有G f晉Sa號(hào) 將p=i/4 , . =Ts/3及G f代入PS f表達(dá)式中，可得 衛(wèi)—I2 J .3 18 ； .3 5 (f — mfs) _oQ 功率譜密度圖略。 （2 ）當(dāng)m=1時(shí)，上式中的離散普 所以能從該雙極性信號(hào)中直接提取頻率為 8■: 、f - fs -0 fs =1/Ts的分量，其功率為 3_ 8 2 完美WORD格式 6— 7 解： AMI 碼：+1 0 -1 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

6、 -1 0 +1 HDB3碼：+1 0 -1 +1 0 0 0 +V -B 0 0 -V 0 +1 0 -1 AMI 碼形圖如下： +E 0 — L -E 2 整理分享 HDB3碼波形圖如下: 6— 8 解：雙向碼： 10 01 10 10 01 01 10 01 10 CIM 碼： 11 01 00 11 01 01 00 01 11 雙向碼波形圖如下： CIM 碼波形圖如下: 解：( 1)令 g(t)*-T> 0 other 由圖可得 h t -g t 完美WORD格式 Ts 2

7、Tse 因?yàn)間 t的傅里葉變換為 G Sa ( ) 」Sa2 2 阿s 所以，系統(tǒng)的傳輸函數(shù) H if 為 H =Gw ］e 2 (2)基帶系統(tǒng)的傳輸函數(shù) H i心j由發(fā)送濾波器Gt⑴”〕，信道Ciu ］和接收器GrF：］三部分組 整理分享 成，即 H ?二 Gt ⑺ jC ⑺ iGr ■ ' i 因?yàn)?C ? =1，Gt =Gr〔c ］，所以 2 2 H = GT i* ]Gr ? = Gp Gr ' ■ j 故有 Gt(b ) = Gr(^ ) = Jh w)= jTs ■ 6—10 解: (1) 由圖可知系統(tǒng)傳輸

8、函數(shù) 1 “、」(1 ——2I) H C ■) = 0 0 IT- o other 由 g(t) 1 (1 |t|) Ts 0 WTs other 可得 G =TsSa2 Ts ■ V 根據(jù)傅里葉變換的對(duì)稱性 2- g -心G jt 所以，該系統(tǒng)接收濾波器輸岀基本脈沖時(shí)間表示式 h t為 叫 2 i ht 〒Sa (2)根據(jù)奈奎斯特準(zhǔn)則，當(dāng)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)無碼間干擾傳輸時(shí)， H〔八［應(yīng)滿足 ji Ts =C，M在 1 3 7[ 當(dāng)傳碼率Rb 時(shí)，即| ；：；■ | 0時(shí) Ts 兀 Ts J H .空-C i4 Ts 此時(shí)系統(tǒng)不

9、能實(shí)現(xiàn)無碼間干擾傳輸。 6— 11 解：根據(jù)奈奎斯特準(zhǔn)則 1 當(dāng)最高傳碼率Rb 時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)無碼間串?dāng)_傳輸?shù)幕鶐到y(tǒng)的總特性 Ts 應(yīng)滿足 、? H i、「6，| ' IJ y . Ts Ts 2 因此當(dāng)Rb 時(shí)，基帶系統(tǒng)的總特性 H i應(yīng)滿足 Ts l? +4^ Uc I Ts丿 I Ts 所以除c圖外其他均不滿足無碼間串?dāng)_傳輸?shù)臈l件。 6—12 解: (1) 該系統(tǒng)可構(gòu)成等效楚形丟統(tǒng) 1岡蘭叫 0其他 所此該系統(tǒng)能略實(shí)現(xiàn)無碼間干擾倍輸H 口耳袤系統(tǒng)的盤大碼元傳輸速率凡=2/fl 系統(tǒng)的實(shí)際帶寬如十毗 所以系統(tǒng)頻帶利用率

10、為寸=生=丄 B 1+ct 6—13 解: ⑴傳輸函數(shù)S） R^WBaud 頻帶寬度B二4于0 2其応矗 2#r 頻帶利用率帀=^=衛(wèi)飛=O.SBaud B 2xl04 ⑵倍輸函數(shù)何 爲(wèi)=皿啟沁d 頻帶寬筋=蘭空=皿尿 p l（p 頻帶利用率叩哼 ⑶隹輸函數(shù)何& =1曠屁誡 頻帶寬度S = 2x1211 = 10」壓 c ifp 頻帶利用率廠幷=常=1甌i 討論 從頻帶利用率方面出較（血何大于（曲所以選擇（吐?? 從照放敷速度方面比較何対理想低逋特性，響頤翎⑷型』尾部衰減 慢與時(shí)間減反比?三角形特性，響應(yīng)肌隔1氣媲,尾部烹渝快與時(shí)間樺 成反出， 從易實(shí)現(xiàn)

11、程度方面比匪容易實(shí)現(xiàn). 因此I選擇傳輸函數(shù)（C較好" 6—14 解： 這實(shí)際上可籌效為一個(gè)％ =扌的升余弦波形。 最高碼元傳輸速率為 吒二丄二 相應(yīng)的碼元間隔為 匚二2升 6—15證明：Hi*］可表示為 H()二討兀’1 cos =WG5/Ts (⑷)1 + 涓s 帆3 TF J-^2S e 2 +e 2 2 其中，G^Tsg ）是高為1，寬為4兀/Ts的門函數(shù)，其傅里葉反變換為 G4 ?兀，= 2 T： Sa 因此，單位沖激響應(yīng)  sin 二 t/Ts cos二 t/Ts 2 ■t/Ts 1-(二 t/Ts) 1 由上式結(jié)果可知

12、，當(dāng)t=nTs (n不等于0)時(shí)，h (nTs) =0,所以當(dāng)用一波特速率傳送 Ts 數(shù)據(jù)時(shí)，抽樣時(shí)刻上不存在碼間串?dāng)_。 6—16證明： 對(duì)于單極性基帶信號(hào)，在一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)，抽樣判決器對(duì)接受的合成波形 X( t)在抽樣 時(shí)刻的取值為 A nR(kTs) nR(kTs) tran sport 1 transport i- 2 因?yàn)閚R t是均值為o，方差為二n的高斯噪聲，所以當(dāng)發(fā)送 1”時(shí)，A+nR kE的一維概率密 度為 exp[ (x-A) 2 -] 而發(fā)送“ 0"時(shí)，nR kTs的一維概率密度函數(shù)為 exp[ 2b 令判決門

13、限為Vd，則發(fā)“ 1”錯(cuò)判為“ o”的概率為 Pel = P(X - Vd)二 ^dx = Vd -oO f ■. 2 二二 n 1 exp[ (x-A)2 2J2 發(fā)“ 0”錯(cuò)判為“ 1 ”的概率為 x2 Ro = P(x Vd)二 f°dx = Vd — … 1 1 exp[ 2 ]dx erf 2J 2 2 發(fā)送“ 1”碼和“ 0”碼概率分別為P (1)和p (0)，則系統(tǒng)總的誤碼率為 Pe =P(1)Pel P(0)Peo 完美WORD格式 令主 =o，則可求得最佳門限電平 v ”，即 :Vd 因?yàn)? 1 ■■百「n {P(

14、1)exp[ 2「n ]} =0 P(1)exp[_M AL] 2心2 = P\0lexp[ Vd 2 ] 1 整理分享 對(duì)上式移項(xiàng)取對(duì)數(shù)得 Vd 2 M -A)2 訂 0 2打 2打-P(1) 此時(shí)系統(tǒng)誤碼率 111 A 最佳判決門限 * A cn2 P(0) Vd - In 2 A P(1) 當(dāng) p(1)=P(0)=1/2 A 時(shí)V =- 2 6—17解：(1)接收濾波器G(⑷)輸入噪聲雙邊功率譜密度為 P(^ )=山/2，則接受濾波器 Gr( ■)輸入噪聲雙邊功率譜密度 F0「為 P0 ■ =

15、 ■ ■ |G( ')r|^ P' ■ ■ =^° 0 1 ■ COS" 0 「■匸一 2 5 接受濾波器Gr(')輸入噪聲功率為 ■■'j 0 n0 n0 0 0 1 cos ? 0 d 0 W ■-二/ .0 2 2 (2) 系統(tǒng)總的誤碼率為 Pe =P(1)Pel P(0) Peo 在單極性波形情況下， Pel和R0分別為 Pe0 Vd 2 exp 血1 dx 其中Vd為判決門限，則誤碼率 巳為 完美WORD格式 /exp -兇 dx Vd 1 f |x —A 門 - Pe=P(1).天exP|—」ldx + P(0)( 令蘭 =0，并

16、考慮p（ 1）=p（0）=-，可求得最佳判決門限 乂 :Vd 2 A 即 V上 2 此時(shí)系統(tǒng)總誤碼率 pe為 冷 1 f |x —A|) 嚴(yán) 1 Pe=P(1).d exp dx P(0) V ex …2， ， Vd “ 2， 1 |x-A| : 1 exp. = 1/(4 ) G p -兇 dx I丸丿 |x-A| 1 |x| ‘ dx (1/4) exp dx = 1/(4)丄exp -^-A dx 1/(4 ) A/2 =1/2exp( 2- 2A) d："" 2 ' 1 exp - x dx 30 A/2 2- 6— 18 解:

17、 ⑴對(duì)于單極性基帶信號(hào)，誤訶率￡ 因?yàn)閖4 = 1 > crfl = D.2,得E =11- A ] 375；； ⑵根據(jù)題意-壯 <10^ 6— 19 解: 6.21x10 ⑴對(duì)于雙極性基芾信號(hào)■誤碼率E 因卻"％ =02,^ = |[1-列在』=2-87x10- 解 ^>4.3^ 6— 20解：（1）T0二Ts的眼圖如下 整理分享 (2) % =2Ts的眼圖如下 To =Ts To = 2Ts L即To處 2 4 (3) 比較: 最佳抽樣判決時(shí)刻 ~Ts即衛(wèi)處 2 2 判決門限電平 0 0 噪聲容限值 1 1

18、 6— 21 解： 由題意，理想低通濾波器的傳輸函數(shù)為 75 0 < — 耳一@)叭 - o其它 對(duì)應(yīng)的單位沖激響應(yīng)為 h (t) = Ss(—t) Ts 則系統(tǒng)單位沖擊響應(yīng)為 血⑴二Sa( t)h(t)-||Vt -、t-2Ts hL(t)=Sa( t)-Sa( t-2Ts) Ts Ts Ts 對(duì)h( t )進(jìn)行傅里葉變換，可得系統(tǒng)傳輸函數(shù)為 刃矽- - Ts -- 0 其它 所以 茸它 6— 22解：第一，四類部分響應(yīng)信號(hào)的相關(guān)電平數(shù)為（ 2L-1 ）; 二進(jìn)制時(shí)L=2,相關(guān)電平為3 ； 四進(jìn)制時(shí)L=4,相關(guān)電平為7 ； 6— 2

19、3解：第四類部分響應(yīng)的預(yù)編碼公式為 bk bk』mod L] 包括方框圖： 發(fā) 收 6— 24 解： 兀峰值的曙變值肯 口 ■丄靳|丄丄—遠(yuǎn) * %厶叩 S 3 4 4S F, =Ch,X+CbX1 =-Lxl + ixl-J_ -i -i -i ? -i 33 g 72 k, -clx *cur^ + U"號(hào)1 = -l n =c?jr,+cyrp+c,z^ =-l?l+ixi-lxl= j 1=48 1 -4 1 -4 1-6 ■ 1 1 =3 E -C^+C,^ =lx±-lx

20、l=0 1 P 1 ' 1 IS 4 4 R -C.X =dx_L?丄 1 1 1 4 IS 64 武葩打均為零 71 斕山屆值厚列f；的峰怕琦喪為 鞏￡酗嵋護(hù)存存存。丄 6— 25 解: 根據(jù)式（C）和2N+1=3,可以列出矩陣方程 i’X X」 X/、 2 a Xi X0 X_1 C0 — 1 Xi X0 3