数字通信考试范围及答案(闭卷)

1写出带通信号的三种表达方式，并写出带通信号与复低通信号的频谱和能量关系。一切物理可实现的信号都是实信号，其频谱都具有共轭对称性，即正负频率幅度分量是对称的，而其相位分量相反。所以对于每一个实信号而言，之需要其正频部分或负频部分就可以完全得以表示，不会丢失任何信息，也不会产生任何虚假信号。比如，只取原实信号Xf的正频部分Xf。那么有：2XfXfuf（2.1）对Xf进行傅里叶反变换221111()22()1sgn1()ˆ2jftjftxXfufXfufXtXfedfedfFFFfufxtFfxttjtxtjxt我们xt称为xt的解析表示式，也叫预包络。其中ˆxt叫做信号的希尔伯特（Hilbert）变换。即：1()ˆH[x(t)]xxtdt（2.2）实信号的解析表示在信号处理中有非常重要的作用，由其结果可以获得信号的三个特征参数：瞬时幅度、瞬时相位和瞬时频率。这些特征参数是信号分析、参数测量和识别解调的基础。任意一个实的窄带信号：(t)]t(t)cos[x(t)c（2.3）其中)(t和)(t分别为信号的幅度调制分量和相位调制分量，c为信号的载频。易得x(t)的希尔伯特变换为：cˆ(t)sin[t(t)]xt(2.4)所以x(t)的解析表示为：cc(t)cos[t(t)]j(t)sin[(t)]tx(2.5)其极坐标形式为：[()]()()()ccfwttjwtjtttetexe(2.6)其中cjwte为信号的载频分量，它作为载体不包括有用信息。将上式乘以cjwte以将载频下移c得到基带信号（零中频信号），记做lxt,有：()()()()cos()()sin()()()jtlxttettjttItjQt（2.7）其中，)(cos)()(tttI（2.8）)(sin)()(tttQ（2.9）分别称为基带信号的同相分量和正交分量，任何一个基带信号都可以用正交的形式表示。我们将基带信号lxt称为信号的等效低通表示，也叫复包络（Complexenvelope），是复信号。从以上可以看出，一个实的窄带信号既可用解析信号xt表示，也可用基带信号lxt来表示，即Re[]Re[]cljtxxxttte在实际中很难实现理想的希尔伯特变换的阶跃滤波器，所以准确地表示要在实际应用中得到是很困难的，相比之下，得到基带信号就要容易得多，即将原信号分别于两个本振信号相乘后经过低通滤波就得到了相应的正交基带变换信号，这就是等效基带表示法的好处。2请写出M-PAM，M-PSK，M-QAM以及M-FSK的带通信号三种表示方法，并写出能量，调制信号能量，信号间最小欧氏距离。(见书)3画出基于相关度量的最佳接收器的原理框图，并做适当的理论说明。试写出BPSK，2FSK，QPSK，M-PAM，M-QAM在加性高斯白噪声信道下的误码性能。(见书)4Thescatteringfunction(;)Sforafadingmultipathchannelisnonzerofortherangeofvalues01msand0.10.1HzHz.Assumethatthescatteringfunctionisapproximatelyuniforminthetwovariables.1)Givenumericalvaluesforthefollowingparameters:a)Themultipathspreadofthechannel.b)TheDopplerspreadofthechannel.c)Thecoherenttimeofthechannel.d)Thecoherencebandwidthofthechannel.e)Thespreadfactorofthechannel.解:a)1mTmsb)0.2dBHzc)15cdtsBd)11cmfkHzTe)42101dmBT欠扩展5Amultipathfadingchannelhasamultipathspreadof1mTsandaDopplerspread0.01dBHz.Thetotalchannelbandwidthatband-passavailableforsignaltransmissionis5WHz.Toreducetheeffectsofintersymbolinterference,thesignaldesignerselectsapulseduration10Ts.a)Determinethecoherentbandwidthandcoherenttime.b)Isthechannelfrequencyselective?Explain.c)Isthechannelfadingslowlyorrapidly?Explain.解:a)1100cdtsB11cmfHzTb)5WHz1Hz是频率选择性信道T=1/5=0.2s100s是慢衰落信道6在我们国家第二代蜂窝移动通信系统标准有哪些？第三代蜂窝移动通信系统有那些？第四代蜂窝移动通信系统有那些？谈谈你对未来无线通信发展的一些认识。第二代蜂窝移动通信系统1.900/1800MHzGSM移动通信(欧)GSM移动通信系统的无线接口采用TDMA技术，核心网移动性管理协议采用MAP协议。2.800MHzCDMA移动通信(美)CDMA移动通信的无线接口采用窄带码分多址CDMA技术，核心网移动性管理协议采用IS-41协议。第三代蜂窝移动通信系统第三代数字蜂窝移动通信(简称3G移动通信)业务是指利用第三代移动通信网络提供的话音、数据、视频图像等业务。CDMA2000(美)TD-SCDMA(中)WCDMA(欧)第四代蜂窝移动通信系统LTE：LongTermEvolution--3GPP长期演进3GPP长期演进(LTE:LongTermEvolution)项目是近几年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术或3.9G。与3G采用的CDMA技术不同，LTE以OFDM（正交频分多址）和MIMO（多输入多输出天线）技术为基础，频谱效率是3G增强技术的2～3倍。LTE包括FDD和TDD两种制式。LTE的增强技术（LTE-Advanced）是国际电联认可的第四代移动通信标准。(未来)第五代MIMO技术可以根据这几方面展开:峰值速率;更好的覆盖;更高的频谱效率;频谱灵活性;低延迟