数字通信基础与应用课后答案8章答案.docx
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1、数字通信基础与应用课后答案8章答案a) 1+X2+X3b) 1+X+X2+X3c) 1+X2+X4d) 1+X3+X4e) 1+X+X2+X3+X4f) 1+X+X5g) 1+X2+X5h) 1+X3+X5i) 1+X4+X5在(a)(d)(g)还有(h)的多项式是简单的,剩余的为复杂的,我们使用经典的方法来解决part(a),那就是一个不能简化的多项式,f(X),在m度被认为是简单的,假如关于最小的正整数nf(X)分隔Xll+1,n=21BT,因此,关于(a)部分来说,我们证明m=3的度时多项式是简单的,使得X11+1=XC2-T)+I=7+,但并没有分隔X,n在1,之间的时候,我们给出X%
2、除以3+的式子。X4+Xt+X2+1xa+xa+r+x7+x4+x4I+X4+1xx3xaX3+X4X31Xa+Xa+1Xa+Xa+1接下来我们将全面的检查剩余的状况同样适用x,+x1+K1+X,+l/X6+1x+x5x3X*+X1lx3+x4x3+r+x,+X*X,+XX2+X+11Theremainingconditionsaremet,sincewehaveshownthatAr3+Ar2+1doesnotdivideX11,forvaluesofnintherangeof17.NextweuseaLFSRtoillustrateaneasierwayofdeterminingwheth
3、erapolynomialisprimitive.AsanexampleWeusethismethodtoverifythatthepart(g)polynomialisprimitive.WedrawtheLFSR(shownbelow),withthefeedbackconnectionscorrespondingtothecoefficientsofthepolynomial12+similartotheexampleOfFigure8.8.Weloadintothecircuit-registersanynonzerosetting,say1OOOO,andperformarights
4、hiftwitheachclockpulse.Forthispolynomial,thecircuitgenerateseachofthenonzerofieldelementswithinoneperiod(asseeninthetablebelow),hencethepolynomialwhichdefinesthisGF(25)fieldisaprimitivepolynomial.表格8-3XOX1X2X3X41.FSRwithfeedbackconnectionscorrespondingtothecoefficientsofthepolynomial1+-Y2+题8.2a)(7,3
5、)R-S码的码元纠错性能如何?每码元多少个比特?b)计算用于表示a)中(7,3)R-S码的标准阵的行数与列数(见6.6节)。c)利用b)中的矩阵维数来提高a)中所得到的码元纠错性能。d)(7,3)R-S码是否是完备码?假如不是,它具有多少残余码元纠错能力?8.3 a)根据有限域GF(2,(其中4)中的基本元素定义元素集(0,1,2,2-2,ob)关于a)中的有限域,构造类似于表8.2的加法表。c)构造类似于表8.3的乘法表。d)求解(31,27)R-S码的生成多项式。e)用(31,27)R-S码以系统形式对信息(96个0,后面为IOolOoOIl11(最右端为最早出现的比特)进行编码。为什么此
6、信息要构造如此多的0序列?X0x,X2X30000001000a10100a20010a30001a$1100a50i10a60011a71101a81010a90101a101110aH0111a121111a131011H1OO1由于电阻的原因,我们仅显示这个表格中一半的内容(即三角形部分)加法表一0a6a1a2a3a4a5a6a7asa9a,a11alia13a14a00a0a1a2a34a(XSa6a7a8C?a,a11alia13a,4a,0a4a8a,4a,a,a137a20?a5aliana6a3ai0a5a0a2a11a14a,6a3a8a6a,ja12a7a30a6a10a1
7、a3a12a0a11a4a9a7a14c?a40a7a11a2a4aljala12a5a,aga0a50a8a12a3a5a14a2a,3a6a11a9a60a9a13a4a6a0a3a,4a7a,2a70a10a14a5a7a1a4a0La8as0G.C-a二a2a5a10?-*1.二:a3a6a,一ai0a4a11a*4a3a9a11a,20a0a4a,an0ala5a140a2J0乘法表X0a。a,OCrc?a4(XSa60?a9a,aa12a13au.100000000000000000a0aa1a2a3a4a5a6a7aga9a16a11a,2a13a14a,aia3a4a5a6a8
8、a,analia,ia14a0a2a4a5aa7a8a9a10a11a12ana14a0a1a3a6a7a8a9a10a11a12a”a14a6a1a2a4as0?a10aa12a,3a14a0ala2a3a5a,a11a12a,3a14a6ala2a3a4a6a,2a13a14a0ala2a3a4a5a7a14a0a,a5a3a4a5a6a8a,a2a3a4a5a6CLa9a5a4a5a6a7a8a,a5a6a7a8a9ana,aa9a10alja9a,a11a!3a11a,2ai小52+oc4roP3+ot02+X+3)56+3X5+1f+cc5+c54+oc63+cc2a3OljJV5+
9、(OC5+a)4+63+(X2a0%5a6X4+a6X3+aX15+a34+oco3+a2+a3.6+oc3)4+(a。+a6)3+国a4X4+a23+a?Xa44+a4a?X3+a42+a1a4+a3a4(a2+l)3a4X2+(a3a5)%+la63+a4%2+a2%+l8.4 用(7,3)R-S码的生成多项式对信息OlOllOl11(最右端为最早出现的比特)进行编码。用多项式除法求解监督多项式,并以多项式形式与二进制形式表示最终码字。(除法公式p8-7)余数(监督)多项式P(X)=Xnkm(X)模g(X)余数多项式=监督多项式=l+2+Y+6B最终码字多项式U(X)=l+a2X+a,X2
10、+a6X3+a,X,+a3X5+a6=100001011IOlOlOIlO111监督项数据项8.5 a)利用LFSR,使用(7,3)R-S码以系统形式对信息6,5,1)(最右端为最早出现的比特)进行编码,并以二进制形式表示出最终码字。b)通过求码字多项式在(7,3)R-S生成多项式g(X)根处的值,验证a)中所得到的码字。(a)关于(7, 3) R-S码,如图8. 9所示我们利用LFSR求解依照图8.7我们把信息符号6, 5,1转换为a:% % :最右边的符号是最早的。输入序列 时钟周z3a6a2 Oa3a6 1a3 23寄存器状态反馈O000a2a2oc3a2a1a2a0a2a3a5a6OC
11、5Wa2a5a1OCIOC3OC1OC1+a5a1a0+a3a1oc3+a2a)+aO4a3a0a1a0a0a3a0a1 +a4a0a0+a3a0a3+a0a3a2OC1a1a3 a2 a1a1 a3a6 a2监督码元消息码元玛字=IlOOllOlOOlOIlOIOlOOl8.5(b)U(X)=3+a2X+a)X2+1X3+a3f4+a6X5+a2X6U(a)=a3+ot3+a3+a4+a0+a4+a1+a1+a1=0U(a2)=a3+a4+a5+a0+a4+a2+a0+a2+a2=OU(a3)=a3+a5+a0+a3+a1a0+a6+a6+a6=OU(a4)=a3+a6+a2+a6+a5+a
12、5+a5+a5+a5=O因此,U(X)是一个合法的码字,由于当计算多项式的根时,得到的校验位全部为08.6a)假设习题8.5中得到的码字在传输过程中由于衰耗,使得最右端6比特的值被反转。通过求码字多项式在生成多项式g(X)的根处的值得到每个校正子。b)证明通过求错误多项式e(X)在生成多项式g(X)根处的值能够得到与a中相同的校正子。(a)关于这个例子,错误多项式能够这样描述:6e(X)=2,X=0=(OOO)+(OOO)Z+(000)2+(000)3+(OOO)Z4+(11l)5+(111/6使用问题&5中的U(X)接收多项式能够写为:r()=U(X)+e(八)=3-2Xl2a1%3+34+
13、65265Z5+56=a3出X+a1%2+a1月+ct34+a+a3Z6通过计算NX)在生成多项式g(x)根处的值能够得到伴随值r(a)=a3+a3+cc3a4+oco+cc6+a2=a6r(a2)=a3+a4+ot5+a0+a4+a4+a1=a0r(a3)=a3+a5+a0+cc3+a1+a2+oc0=a0r(ot4)=oc3+a6+oc2+a6+oc5+a0+ot6=a2e(X)=a55+oc56e(a)=a3+a4=a6e(a2)=a1+cx3=a0e(a3)=a6+a2=a0e(a4)=a4+a1=oc28.7a)式(8.40)所示的自回归模型,错误码字为习题8.6中的码字,求解每个码
14、元错误的位置。b)求解每个码元错误的取值。c)利用a)与b)中得到的信息纠正这个错误码字。使用自回归方程(8.4.0)EKi如用Jis=Io1I找出错出点数目员=1=ldaF叱:a虚叱:J)-e:=k?iCl=t:EEI=馆从等式(8.39)与等式(8.47),我们能够把。(X)表示成:(X)=a0+xX+O2X2=+a,*+十产我们通过测试取值区域中的每个元素来决定(KX)=O的根。任何满足00=0的都是根,同时同意我们定位误差。(0)=0+a1+a4=a*C(1)=a+a3+r=0=ERROR(ff2)=ao+tP+r1=0ERROR(a,)=a0+a4aa=a2.0tf(a4)三a0+a
15、5+a5=a,0(as)三a0+a0+0三a00(a)=a0+a,+a2=a20(1)=。说明误差的位置在BI=l1=a。(炉)=0说明误差的位置在火=l2=a5(b)现在,我们认为误差值,与与BX=以%=的位置有关。现在四个综合等式中的任何一个都能够使用。从等式(8.38),我们使用人与SrS1,=r()=e1fte22化成矩阵形式:仁*3国U510-O为了求出误差值力与.,上面的矩阵方程用常规的办法来转换成:拿=北Sl=KSl现在我们。(X)=(Ill)Xe+(111)1*=5JTs+aiX6(C)我们通过加入加入误差多项式修正了从问题8.6中所引入的误差,如下所示:U(X)=r(X)+e
16、(X)r(X)=a+a2X+a1X2-a1Xi+a2X4+6X5+a2X6e(X)=+iX+OSKU(X)=,1心X-iX三+3X*+alX9+3X8.8序列IOllOUOO(HOl100输入到4x4交织器,输出序列是什么?假如将相同的输入序列输入到图8.13所示的卷积交织器,输出序列又是什么?块交织输出输入10OlO1OlIllO100O输出序列=100ioioiiiio100o卷积交织(output)输出输入10 0 1XXXXXX01011110XXX1000XXX输出序列=1 XOoxxoiixioiixiioxxooxxxo8. 9关于下面的各类情况,设计一个交织器,用于一个以19,
17、200码元/s传输速率工作的突发噪声信道通信系统。a)突发噪声持续时间为250ms。系统码由dmin=31的(127,36)BCH码构成。端到端延迟不超过5s,b)突发噪声持续时间为20ms。系统码由编码效率为1/2的卷积码构成,其反馈译码算法能够在21码元的序列中纠正3码元错误。端到端延迟不超过160mso(a) (127.36)码解码得到:dmin=31o因此,得到,max=15。bN个突发错误将使解交织器的输出不超过b个突发码元错误。每个输出突发错误与其余突发错误之间至少由M-b个码元隔开。信道码元率=19.2kbit/s.突发噪声持续时间为250ms,bN=4800.由此,得b=15;
18、bN=4800;n=4800b=320.M-b=127;M=127+15=142;因此,一个解交织器中的块交织(142*320)码将会产生端对端延迟。从(140*320)码的交织器可算得:延迟会2MN=(2*124*320)/(19.2*103)=4.8。因此,所设计交织器的符合延迟时间。(b) .突发噪声持续时间为20ms,bN=384,21码元的序列能够纠正3码元错误。可得b=3;bN=384;N=3843=128;又每个输出突发错误与其余突发错误之间至少由M-b个码元隔开M-b=21;M=21+3=24因此,一个解交织器中的块交织(21*128)将会产生端对端延迟。延迟邕2MN=(2*2
19、4*128)/(19.2*1O3)=320ms;为符合延迟要求,选择一个(24*128)码的交织器,使延迟时间减半,并不超过160msp(xa=-1)C)计算Oad公=+1)尸(4=+1)与P(XM=T)P=-1)Ptol=iym=+1)=(0.27)(0.3)=0.08:与PsMk=_1)P(dk=-1)=(022)(1.0-0.3)=0.15由于。(XddA=-1)P(dk=-l)p(X=+1)尸(=+J;公式(8.66)的MAP判决条件即媒等于-1。用公式(8.66),能够得到1.(dix)=loge=logg(0.533)=-0.638.12 考虑843节中所描述的二维监督校验码。正如
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