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通信原理第二章信道习题及其答案

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第二章(信道)习题及其答案

【题2-1】设一恒参信道的幅频特性和相频特性分别为

其中,K0,td都是常数。试确定信号s(t)通过该信道后的输出信号的时域表达式,并讨论之。 【答案2-1】

?j?tdj?(?)H(?)?H(?)e?Ke0恒参信道的传输函数为:,根据傅立叶变换可

得冲激响应为:h(t)?K0?(t?td)。

根据V0(t)?Vi(t)?h(t)可得出输出信号的时域表达式: 讨论:题中条件满足理想信道(信号通过无畸变)的条件:

所以信号在传输过程中不会失真。

?j?tdH(?)?1?cosTe??0【题2-2】设某恒参信道的幅频特性为,其中td为常数。

试确定信号s(t)通过该信道后的输出表达式并讨论之。 【答案2-2】

?j?tdj?(?)H(?)?H(?)e?(1?cos?T)e0该恒参信道的传输函数为,根据傅立

叶变换可得冲激响应为:

根据V0(t)?Vi(t)?h(t)可得出输出信号的时域表达式:

讨论:和理想信道的传输特性相比较可知,该恒参信道的幅频特性

H(?)?(1?cos?T0)不为常数,所以输出信号存在幅频畸变。其相频特性

?(?)???td是频率?的线性函数,所以输出信号不存在相频畸变。

【题2-3】今有两个恒参信道,其等效模型分别如图P3.3(a)、(b)所示。试求这两个信道的群延迟特性及画出它们的群延迟曲线,并说明信号通过它们时有无群迟延失真? 【答案2-3】

写出图P3.3(a)所示信道的传输函数为: 幅频特性:

根据幅频特性和群延迟的关系式

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得出群延迟

因为?1(w)是常数,所以信号经过图(a)所示信道时,不会发生群延迟失真。 写出图3-3(b)所示信道的传输函数为: 幅频特性:

根据幅频特性和群延迟的关系式 得出群延迟

因为?2(w)不是常数,所以信号经过图(b)所示信道时会发生群延迟失真。

?1(w)、?2(w)的群延迟曲线分别如下图所示。

【题2-4】 一信号波形s(t)?Acos?tcos?0t,通过衰减为固定常数值、存在相移的网络。试证明:若?0?且?0??附近的相频特性曲线可近似为线性,则

该网络对s(t)的迟延等于它的包络的迟延(这一原理常用于测量群迟延特性)。 【答案2-4】

因为?0?,所以s(t)的包络为Acos?t。根据题中的?0??附近的相频特

?j?tdH(?)?Ke0性,可假设网络的传输函数为(在?0??附近,该式成立)

幅频特性:?(?)???td;

群迟延特性:

?(?)?d?(?)?tdd?

则相应的冲激响应为:h(t)?K0?(t?td)

输出信号为:s0(t)?s(t)?h(t)?s(t)?K0?(t?td)?AK0cos?(t?td)cos?0(t?td) 由输出信号的表达式可以看出,该网络对s(t)的迟延等于它的包络的迟延。 【题2-5】假设某随参信道的两径时延差?为1ms,求该信道在那些频率上衰耗最大?选用那些频率传输信号最有利? 【答案2-5】

H(?)?2V0cos??2,当

cos??2?1信道的幅频特性为时,对传输最有利,

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??此时2?n?即

?01????n???2?即 时,传输衰耗最大,此时2?cos??2??当

1?1f??2?(n?)kHz2??2。

nt1??f??n??kHzn?0,1,2,2??所以,当,n?0,1,2,时,对传输信号衰耗最大;当f?nkHz,

时,对传输信号最有利。

【题2-6】某随参信道的最大径时延差等于3ms,为了避免发生频率选择性衰落,试估算在该信道上传输的数字信号的码元脉冲宽度。 【答案2-6】

信道的相关带宽:

11B?(~)?f53根据工程经验,取信号带宽,即码元脉冲宽度T?(3~5)?m?(9~15)ms。

【题2-7】若两个电阻的阻值都为1000?,它们的噪声温度分别为300K和400K,试求两个电阻串连后两端的噪声功率谱密度。 【答案2-7】

两个电阻的噪声功率普密度分别为 其中:k?1.3805?10?23J/K,T1?300K,T2?400K,R1?R2?1000?

两个电阻串连后两端的噪声功率谱密度为

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通信原理第二章信道习题及其答案

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