第三章基带传输习题解答
1、已知信息代码为100001000011000011,试求其相应的AMI码、HDB3码及双相码。
[解]略
2、设某二进制数字基带传输系统传输的是单极性基带信号,且数字“1”和“0”出现的概率相等。如果数字信息为“1”时信号在抽样判决时刻的值A=1V,且接收滤波器输出噪声是均值为0,方差为0.2V的高斯白噪声,试求这时的系统误码率。。
[解] 对于单极性基带信号,误码率为。
因为A=1,σn=0.2,可得
3、已知某单极性不归零随机脉冲序列,其码元速率为R B=1200Bd,“1”码为幅度为A的矩形脉冲,“0”码为0,且“1”码出现的概率为0.6。试求：
①该随机序列的带宽及直流功率；
②该序列有无定时信号。
[解] ①以功率谱的第一个零点计算,带宽为B=1/T s=f s=1200Hz。
对于单极性波形：若设g1(t)=0,g2(t)= g(t),则随机脉冲序列的离散谱为。
因为g(t)为不归零矩形脉冲,即有
其频谱函数为
令f=m f s,当m=0时,G(mf s)=AT s Sa(0)= AT s,因此离散谱中的直流分量为P v(0)=0.36A2δ(0)。
直流功率为
②当m为不等于零的整数时,G(mf s)=AT s Sa(mπ)=0,离散谱均为零,因而无定时信号。
4、已知HDB3码为+10-1000-1+1000+1-1+1-100-1+10-1,试译出原信息码。
[解] 原信息码为101000010000110000101。
5、设部分响应系统的输入信号为四进制{0,1,2,3},相关编码采用第IV类部分响应。当输入序列{a k}为21303001032021时,
①试求相对应的预编码序列{a k}、相关编码序列{b k}和接收端恢复序列{a’k}；
②求相关电平数；若输入信号改为二进制,相关电平数又为何值？
[解] ①当加权系统R1=1,R2=0,R3=-1,其余系统R i=0时,即为第IV类部分响应。预编码公式为b k=a k+b k-2 [mod 4],相
关编码公式为C k =b k -b k -2,接收端恢复序列{ a ’k }为a ’k =[C k ] mod 4。
由a k 到a ’k 的全过程如下：
②第IV 类部分响应信号的相关电平数(2L -1)；四进制时L ＝4,相关电平数7；二进制时L =2,相关电平数3。
6、横向滤波器的单位冲激响应是什么？
[解]
7、双极性基带信号在满足什么条件时,其功率谱中无离散谱分量？
[解]两个符号概率相等时。
8、衡量均衡器均衡效果的两个准则是什么？
[解]峰值畸变准则和均方畸变准则。
9、某二进制数字基带传输系统如下图所示。设该系统无码间干扰,且发送数据“1”的概率为P (1),发送数据“0”的概率为P (0)。信道噪声n (t )为高斯白噪声,其双边功率谱密度为n 0/2（W /Hz ）。所传送的信号为单极性基带信号,且发送数据“1”时,在接收滤波器输出端有用信号的抽样值为A ；发送信号“0”时,在接收滤波器输出端有用信号的抽样值为0。接收滤波器的传输函数为G R (ω),当|f |≦B 时G R (ω)＝1,而在其他频率上为G R (ω)＝0,式中,B 为理想滤波器的带宽。
①求接收滤波器输出的噪声功率；
②若P (1)＝P (0),试分析该基带传输系统的误码率表示式；
③若P (1)≠P (0),试分析该基带传输系统的最佳判决门限。
[解] ①N 0=n 0B ②
③
知识改变命运
发送 G T (ω) 传输 C(ω) +
接收 G R (ω) 采样判决 输入
r ( t ) { a n ′} n ( t ) S( t )
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数字基带传输系统仿真实验 一、系统框图 一个数字通信系统的模型可由下图表示: 信源信道数字信源编码器调制器编码器 数字信源噪声信道 信道数字信源信宿译码器解调器译码器 数字信宿编码信道 数字通信系统模型 从消息传输角度看，该系统包括两个重要的变换，即消息与数字基带信号之间的变换;数字基带信号与信道传输信号之间的变换。 在数字通信中，有些场合可以不经过载波调制和解调过程而让基带信号直接进行传输。称为基带传输系统。与之对应，把包括了载波调制和解调过程的传输系统称为频带传输系统。无论是基带传输还是频带传输，基带信号处理是必须的组成部分。因此掌握数字基带传输的基本理论十分重要，它在数字通信系统中具有普遍意义。 二、编程原理 1. 带限信道的基带系统模型(连续域分析) X(t) y(t) {}a, 输入符号序列―― l L,1
dtatlT()(),,,T, 发送信号―― ――比特周期，二进制,lbbl,0 码元周期 ,jft2,, 发送滤波器―― G(),或Gf()或gtGfedf()(), TT,TT,, , 发送滤波器输出―― L,1 xtdtgtatlTgt()()*()()*(),,,,,TlbTl,0 L,1 =()agtlT,,lTsl,0 , 信道输出信号或接收滤波器输入信号 (信道特性为1) ytxtnt()()(),， ,jft2,G(),Gf()gtGfedf()(),, 接收滤波器―― 或或 RR,RR,, , 接收滤波器的输出信号 rtytgtdtgtgtntgt()()*()()*()*()()*(),,，RTRR ,1L ()(),,，agtlTnt,lbR,0l ,jft2,gtGfCfGfedf()()()(), 其中 ,TR,, (画出眼图) lTlL,,, 01, 如果位同步理想，则抽样时刻为 b rlTlL() 01,,,, 抽样点数值为 (画出星座图) b ,{}a, 判决为 l 2. 升余弦滚降滤波器 (1),,,Tf,||,s,T2s, ,TT1(1)(1),,，，，,,,,ss Hfff()1cos(||),||,，,,,,,,TTT2222，，,ss,
第六章基带传输系统 1、AMI码的缺点是什么？ 解：不能限制长连O和长连1，不利于时钟提取。 ,CMI码. 2、设数字信号序号为1000010100001111，将其编成AMI，HDB 3 解: AMI:+10000-10+10-10000+1-1+1-1 HDB3: V+|B-000V-B+0B-B+`00V+B-B+B-B+ CMI: 000010101011101000101010111001100 3、带限传输对数字信号有什么影响？码间干扰是怎样形成的？ 解：理论上数字信息的频带为无穷大，这样无限带宽的信号通过实际的信道传输时，由于实际信道带宽有限，信号波形必然会产生失真，从而产生码间干扰. 4、怎样用示波器观察眼图，眼图恶化说明什么含义？ 解：示波器采用外同步，扫描同期必然为TB（码元同期）或TB的整数倍，这样，就在荧光屏上出现一个或几个接收到的均衡波形,由于示波器的余辉作用,使多个波形迭在一起，这样在荧光屏上显示类似人眼的图形。眼图恶化说明信噪比降低，误码率增加. 5、定时抖动同哪些有关定时抖动对PCM通信有什么影响？ 解：定时抖动的原因： ①谐振回路失谐的影响 ②时钟提取电路限幅门限失调或输入信号电平变化。 ③信通噪声和串话干扰 ④信号码型随机组合 抖动的影响：误码率增加 6、某CMI码为11000101110100，将其还原为二进制NRZ码 解：按CMJ码编码规则，还原后的NRZ码为1100101 0→01 1→00和11交替 7、为什么数字通信系统要求误码率低于10-6? 解：当Pe=10-6时，误码信噪比（S/Ne）dB=41.6dB，但若信道误码率高于10-6，如Pe=10-5,则(S/Ne)=31.6dB（Pe增加一个数量级，误码信噪比下降10dB），低于A律压缩特性的最大量化信噪化38dB，所以为保证总的信噪比不因误码噪声而显著下降，信道误码率Pe应低于10-6。 8、再生中继系统的特点是什么？ 解：噪声不积累但误码会积累。 9、为什么要求均衡波形的波峰附近变化要平坦？ 解：均衡波形幅度大且波峰附近变化平坦，即使由于各种原因引起定时抖动（再
数字通信原理复习题 单项选择题 1．数字通信相对于模拟通信最显着的特点是（ B ）。 A．占用频带小Ｂ．抗干扰能力强 C．传输容量大Ｄ．易于频分复用 2．以下属于数字信号是（ D ）。 A．PAM信号Ｂ．PDM信号 C．PPM 信号Ｄ．PCM信号 3．通信系统可分为基带传输和频带传输，以下属于频带传输方式的是（ C ）。 A．PAM传输方式 B．PCM传输方式 C．PSK 传输方式 D．⊿M传输方式 4．通信系统可分为基带传输和频带传输，以下属于基带传输方式的是（ B ）。 A．PSK传输方式 B．PCM传输方式 C．QAM 传输方式 D．SSB传输方式 5．以下属于码元速率单位的是（ A ）。 A．波特 B．比特 C．波特/s D．比特/s 6．PCM30／32系统发送复帧同步码的周期是( D) A．125sμＢ．250sμ C．1ms Ｄ．2ms 7．PCM30／32系统发送1帧同步码的周期是( A) A．125sμＢ．250sμ C．1ms Ｄ．2ms 8．人讲话的语声信号为( A) A.模拟信号 B.数字信号 C.调相信号 D.调频 信号 9．调制信道的传输特性不好将对编码信道产生影响，其结果是对数字信号带来（ B ）。 A．噪声干扰 B．码间干扰 C．突发干扰D．噪声干扰和突发干扰 10．连续信道的信道容量将受到“三要素”的限制，其“三要素”是（ B ）。 A．带宽、信号功率、信息量 B．带宽、信号功率、噪声功率谱密度 C．带宽、信号功率、噪声功率 D．信息量、带宽、噪声功率谱密度 11．以下不能无限制地增大信道容量的方法是（ D ）。 A．无限制提高信噪比 B．无限制减小噪声C．无限制提高信号功率 D．无限制增加带宽12．根据香农公式以下关系正确的是（ A ）。 A．信道容量一定，信道的带宽越宽信噪比的要求越小； B．信道的容量与信道的带宽成正比； C．信道容量一定，信道的带宽越宽信噪比的要求 越高； D．信道的容量与信噪比成正比。 13．以下不属于线性调制的调制方式是（ D ）。 补：非线性调制：频率调制FM，相位调制PM A．AM Ｂ．DSB C．SSB Ｄ．FM 14．设某传输码序列为+1-10000+100-1+100-1+100-1， 该传输码属于（ D ）。 A．RZ码 B．HDB3码 C．CMI 码 D．AMI码 15．设某传输码序列为 +1-100-1+100+1-1000-1+100-1，该传输码属于 （ C ）。 A．AMI码Ｂ．CMI码 C． 3 HDB 码Ｄ．RZ码 16．我国PCM数字设备间的传输接口码型是 （ B ）。 A．AMI码 B．HDB3码 C．NRZ码 D．RZ码 17．以下数字码型中，不具备一定的检测差错能力码 为（ A ）。 A．NRZ码 B．CMI码 C．AMI码D．HDB3码 18．以下可以消除或减小码间干扰方法是（ B ）。 A．自动增益控制技术Ｂ．均衡技术 C．最佳接收技术Ｄ．量化技术 19．在数字基带传输系统中，以下不能消除码间干扰 系统传输特性为（ C ）。 A．理想低通特性 B．升余弦 特性 C．匹配滤波特性 D．线性滚 降特性 20．观察眼图应使用的仪表是（ C ）。 A．频率计 B．万用表 C．示波器 D．扫频仪 21．三种数字调制方式之间，其已调信号占用频带的 大小关系为（ C ）。 A．2ASK= 2PSK= 2FSK Ｂ．2ASK= 2PSK＞2FSK C．2FSK＞2PSK= 2ASK Ｄ．2FSK＞ 2PSK＞2ASK 22．在数字调制技术中，其采用的进制数越高，则 （ C ）。 A．抗干扰能力越强Ｂ．占用的频带越宽 C．频谱利用率越高Ｄ．实现越简单 23．在误码率相同的条件下，三种数字调制方式之间 抗干扰性能好坏的关系为（ B ）。 A．2ASK＞2FSK＞2PSK B．2PSK ＞2FSK＞2ASK
数字基带传输实验 实验报告
一、实验目的 1、提高独立学习的能力； 2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力； 3、学习Matlab 的使用； 4、掌握基带数字传输系统的仿真方法； 5、熟悉基带传输系统的基本结构； 6、掌握带限信道的仿真以及性能分析； 7、通过观测眼图和星座图判断信号的传输质量。 二、系统框图及编程原理 1.带限信道的基带系统模型（连续域分析） ?输入符号序列―― ?发送信号―― ――比特周期，二进制码元周期 ?发送滤波器―― 或或 ?发送滤波器输出――
?信道输出信号或接收滤波器输入信号 （信道特性为1） ?接收滤波器―― 或或 ?接收滤波器的输出信号 其中 （画出眼图） ?如果位同步理想，则抽样时刻为 ?抽样点数值为（画出星座图） ?判决为 2.升余弦滚降滤波器 式中称为滚降系数，取值为, 是常数。时，带宽为Hz；时，带宽为Hz。此频率特性在内可以叠加成一条直线，故系统无码间干扰传输的最小符号间隔为s，或无码间干扰传输的最大符号速率为Baud。
相应的时域波形为 此信号满足 在理想信道中，，上述信号波形在抽样时刻上无码间干扰。 如果传输码元速率满足，则通过此基带系统后无码间干扰。 3.最佳基带系统 将发送滤波器和接收滤波器联合设计为无码间干扰的基带系统，而且具有最佳的抗加性高斯白噪声的性能。 要求接收滤波器的频率特性与发送信号频谱共轭匹配。由于最佳基带系统的总特性是确定的，故最佳基带系统的设计归结为发送滤波器和接收滤波器特性的选择。 设信道特性理想，则有
（延时为0） 有 可选择滤波器长度使其具有线性相位。 如果基带系统为升余弦特性，则发送和接收滤波器为平方根升余弦特性。 由模拟滤波器设计数字滤波器的时域冲激响应 升余弦滤波器（或平方根升余弦滤波器）的带宽为，故其时域抽样速率至少为，取，其中为时域抽样间隔，归一化为1。 抽样后，系统的频率特性是以为周期的，折叠频率为。故在一个周期内 以间隔抽样，N为抽样个数。频率抽样为，。 相应的离散系统的冲激响应为 将上述信号移位，可得因果系统的冲激响应。 5．基带传输系统（离散域分析） ?输入符号序列―― ?发送信号―― ――比特周期，二进制码元周期 ?发送滤波器――
第四章（数字基带传输系统）习题及其答案 【题4－1】设二进制符号序列为110010001110，试以矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性码型，双极性码波形，单极性归零码波形，双极性归零码波形，二进制差分码波形。 【答案4－1】 【题4－2】设随机二机制序列中的0和1分别由()g t 和()g t -组成，其出现概率分别为p 和(1)p -： 1）求其功率谱密度及功率； 2）若()g t 为图（a ）所示的波形，s T 为码元宽度，问该序列存在离散分量 1 s f T =否？ 3）若()g t 改为图（b ）所示的波形，问该序列存在离散分量 1 s f T =否？
【答案4－2】 1）随机二进制序列的双边功率谱密度为 2 2 1212()(1)()()[()(1)()]() s s s s s s m P f P P G f G f f PG mf P G mf f mf ωδ∞ -∞=--++--∑ 由于 12()()()g t g t g t =-= 可得： 2 2 22 ()4(1)()(12) ()() s s s s s m P f P P G f f P G mf f mf ωδ∞ =-∞ =-+--∑ 式中：()G f 是()g t 的频谱函数。在功率谱密度()s P ω中，第一部分是其连续谱成分，第二部分是其离散谱成分。 随机二进制序列的功率为 2 2 2 2 2 2 22 1()2 [4(1)()(12)()()] 4(1)()(12)() () 4(1)()(12) () s s s s s m s s s s m s s s m S P d f P P G f f P G mf f mf df f P P G f df f P G mf f mf df f P P G f df f P G mf ωω π δδ∞ ∞ ∞ ∞∞ =-∞ ∞ ∞ ∞ ∞∞ =-∞ ∞ ∞ ∞ =-∞ = =-+--=-+ --=-+-? ∑ ?∑ ?? ∑ ? －－－－－ 2）当基带脉冲波形()g t 为 1 (){2 0 else s T t g t t ≤= ()g t 的付式变换()G f 为
全国2010年1月自学考试数字通信原理试题 课程代码：02360 一、单项选择题(本大题共15小题，每小题1分，共15分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.人讲话的语声信号为( A) A.模拟信号 B.数字信号 C.调相信号 D.调频信号 2.脉冲编码调制信号为( ) A.模拟信号 B.数字信号? C.调相信号 D.调频信号 3.均匀量化的特点是( A ) A.量化间隔不随信号幅度大小而改变 B.信号幅度大时，量化间隔小 C.信号幅度小时，量化间隔大 D.信号幅度小时，量化间隔小 4.A律13折线压缩特性中的第7段线的斜率是( A ) A.0.5 B.1 C.4 D.16 5.PCM30／32系统中对每路信号的抽样帧频率是( ) A.8kHz B.16kHz C.64kHz D.2048kHz 6.STM—16的一帧的字节数为( D ) A.9×270×l B.9×270×4 C.9×261×16 D.9×270×16 7.PCM30／32系统复帧的周期是( ) A.125sμ B.250sμ C.1ms D.2ms ? 8.异步复接在复接过程中需要进行( D ) A.码速调整和码速恢复 B.码速恢复 C.编码方式变换 D.码速调整 【同步复接---码速变换；异步复接—码速调整】 9.PCM30／32系统发送帧同步码的周期是( ) A.125sμ B.250sμ C.500sμ D.1ms 10.以下4种传输码型中含有直流分量的传输码型是( D ) 【P183. CMI码也含有直流分量】 A.双极性归零码 B.HDB3码 C.AMI码 D.单极性归零码 11.PCM30／32系统发送复帧同步码的周期是( ) A.125sμ B.250sμ C.1ms D.2ms 12.对SDH网络同步而言，在SDH网络范围内正常的工作方式是( ) A.伪同步方式 B.准同步方式 C.同步方式 D.异步方式 13.样值为513?，它属于A律13折线的(l=8)( D ) P36
基带传输系统实验报告 一、 实验目的 1、 提高独立学习的能力； 2、 培养发现问题、解决问题和分析问题的能力； 3、 学习matlab 的使用； 4、 掌握基带数字传输系统的仿真方法； 5、 熟悉基带传输系统的基本结构； 6、 掌握带限信道的仿真以及性能分析； 7、 通过观察眼图和星座图判断信号的传输质量。 二、 实验原理 在数字通信中，有些场合可以不经载波调制和解调过程而直接传输基带信号，这种直接传输基带信号的系统称为基带传输系统。 基带传输系统方框图如下： 基带脉冲输入 噪声 基带传输系统模型如下： 信道信号 形成器 信道 接收 滤波器 抽样 判决器 同步 提取 基带脉冲
各方框的功能如下： （1）信道信号形成器（发送滤波器）：产生适合于信道传输的基带信号波形。因为其输入一般是经过码型编码器产生的传输码，相应的基本波形通常是矩形脉 冲，其频谱很宽，不利于传输。发送滤波器用于压缩输入信号频带，把传输 码变换成适宜于信道传输的基带信号波形。 （2）信道：是基带信号传输的媒介，通常为有限信道，如双绞线、同轴电缆等。信道的传输特性一般不满足无失真传输条件，因此会引起传输波形的失真。另 外信道还会引入噪声n（t），一般认为它是均值为零的高斯白噪声。 （3）接收滤波器：接受信号，尽可能滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。 （4）抽样判决器：在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。 （5）定时脉冲和同步提取：用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接收信号中提取。 三、实验内容 1采用窗函数法和频率抽样法设计线性相位的升余弦滚讲的基带系统(不调用滤波器设计函数,自己编写程序) 设滤波器长度为N=31，时域抽样频率错误!未找到引用源。o为4 /Ts，滚降系数分别取为0.1、0.5、1， （1）如果采用非匹配滤波器形式设计升余弦滚降的基带系统，计算并画出此发送滤波器的时域波形和频率特性，计算第一零点带宽和第一旁瓣衰减。 （2）如果采用匹配滤波器形式设计升余弦滚降的基带系统，计算并画出此发送滤波器的时域波形和频率特性，计算第一零点带宽和第一旁瓣衰减。 （1）非匹配滤波器 窗函数法： 子函数程序： function[Hf,hn,Hw,w]=umfw(N,Ts,a)
《数字通信原理》习题解答 第1章概述 1-1 模拟信号和数字信号的特点分别是什么? 答：模拟信号的特点是幅度连续；数字信号的特点幅度离散。 1-2 数字通信系统的构成模型中信源编码和信源解码的作用是什么?画出话音信号的基带传输系统模型。答：信源编码的作用把模拟信号变换成数字信号，即完成模/数变换的任务。 信源解码的作用把数字信号还原为模拟信号，即完成数/模变换的任务。 话音信号的基带传输系统模型为 1-3 数字通信的特点有哪些? 答：数字通信的特点是： （1）抗干扰性强，无噪声积累； （2）便于加密处理；
（3）采用时分复用实现多路通信； （4）设备便于集成化、微型化； （5）占用信道频带较宽。 1-4 为什么说数字通信的抗干扰性强，无噪声积累? 答：对于数字通信，由于数字信号的幅值为有限的离散值(通常取二个幅值)，在传输过程中受到噪声干扰，当信噪比还没有恶化到一定程度时，即在适当的距离，采用再生的方法，再生成已消除噪声干扰的原发送信号，所以说数字通信的抗干扰性强，无噪声积累。 1-5 设数字信号码元时间长度为1s μ，如采用四电平传输，求信息传输速率及符号速率。 答：符号速率为 Bd N 661010 1 1=== -码元时间 信息传输速率为 s Mbit s bit M N R /2/1024log 10log 6262=?=?== 1-6 接上例，若传输过程中2秒误1个比特，求误码率。 答：76 105.210 221 )()(-?=??== N n P e 传输总码元发生误码个数
1-7 假设数字通信系统的频带宽度为kHz 1024，可传输 s kbit /2048的比特率，试问其频带利用率为多少Hz s bit //? 答：频带利用率为 Hz s bit Hz s bit //2101024102048)//3 3 =??==（频带宽度信息传输速率η 1-8数字通信技术的发展趋势是什么？ 答：数字通信技术目前正向着以下几个方向发展：小型化、智能化，数字处理技术的开发应用，用户数字化和高速大容量等。 第2章 数字终端编码技术 ——语声信号数字化 2-1 语声信号的编码可分为哪几种？ 答：语声信号的编码可分为波形编码（主要包括PCM 、ADPCM 等）、参量编码和混合编码（如子带编码）三大类型。 2-2 PCM 通信系统中A ／D 变换、D ／A 变换分别经过哪几步? 答：PCM 通信系统中A ／D 变换包括抽样、量化、编
1任务书 试建立一个基带传输模型，采用曼彻斯特码作为基带信号，发送滤波器为平方根升余弦滤波器，滚降系数为0.5，信道为加性高斯信道，接收滤波器与发送滤波器相匹配。发送数据率为1000bps，要求观察接收信号眼图，并设计接收机采样判决部分，对比发送数据与恢复数据波形，并统计误码率。另外，对发送信号和接收信号的功率谱进行估计。假设接收定时恢复是理想的。 2基带系统的理论分析 2.1基带系统传输模型和工作原理 1)信道的传输特性为C(w),接收滤波器的传输特性为设系统总的传输特性为GR(w),则基带传输系统的总的传输特性为:H(w)=GT(w)C(w)GR(w)，n(t)是信道中的噪声。 2)基带系统的工作原理：信源是不经过调制解调的数字基带信号，信源在发送端经过发送滤波器形成适合信道传输的码型，经过含有加性噪声的有线信道后，在接收端通过接收滤波器的滤波去噪，由抽样判决器进一步去噪恢复基带信号，从而完成基带信号的传输。 2．2 基带系统设计中的码间干扰及噪声干扰 码间串扰和信道噪声是影响基带传输系统性能的两个主要因素: 1)码间干扰及解决方案 码间干扰：由于基带信号受信道传输时延的影响，信号波形将被延迟从而扩展到下一码元，形成码间干扰，造成系统误码。 解决方案： ①要求基带系统的传输函数H(ω)满足奈奎斯特第一准则： 若不能满足奈奎斯特第一准则，在接收端加入时域均衡，减小码间干扰。
②基带系统的系统函数H(ω)应具有升余弦滚降特性。如图2所示。这样对应的h(t)拖尾收敛速度快，能够减小抽样时刻对其他信号的影响即减小码间干扰。 2)噪声干扰及解决方案 噪声干扰：基带信号没有经过调制就直接在含有加性噪声的信道中传输，加性噪声会叠加在信号上导致信号波形发生畸变。 解决方案： ①在接收端进行抽样判决；②匹配滤波，使得系统输出性噪比最大。
数字通信原理试卷一 一、填空题（每题3分） 1、通信的目的是_______ 或________ 信息。 2、通信方式有两种基本形式，即________通信和_______ 通信。 3、数字通信在____________和____________上均是离散的。 4、某一数字信号的符号传输速率为1200波特（Bd），若采用四进制传输，则信 息传输速率为___________。 5、设信道的带宽B=1024Hz，可传输2048 bit/s的比特率，其传输效率η=_________。 6、模拟信号经抽样、量化所得到的数字序列称为________信号,直接传输这种 信号称为___________。 7、目前最常用的多路复用方法为________复用和_______复用。 8、由于噪声的干扰可能使帧同步码出现误码，我们将这种情况称为_____________。 9、一般PCM（脉冲编码调制）的帧周期为__________。 10、 PCM30/32制式中一复帧包含有_____帧，而每一帧又包含有 _____个路时 隙，每一路时隙包含有______个位时隙。 一、1、交换、传递；2、基带传输、频带传输；3、幅度、时间；4、2400b/s 5、2b/s/hz； 6、数字、基带； 7、频分、时分； 8、假失步； 9、125 us 10、16 32 8 二、选择题（每题2分）二、1、a ；2、b ；3、c ；模拟信号的特点为： (a) 幅度为连续 (b) 时间域上全有值 (c) 幅度连续，时间间断 (d) 幅度离散 1、数字基带信号为： (a) 基础信号 (b)完成了模数变换后的信号 (c) 频带搬以后的信号 (d)仅为和值的信号 2、量化即 (a) 对样值进行定量 (b) 在时间域上进行离散化 (c) 将信号样值幅度变换为有限个离散值 (d)将样值幅度分层为无限个值
通信工程专业《通信仿真综合实践》研究报告 基于MATLAB的数字基带传输系统的仿真设计 学生：*** 学生学号：20***** 指导教师：** 所在学院：信息技术学院 专业班级：通信工程 中国 2016 年 5月
信息技术学院 课程设计任务书 信息技术院通信工程专业 20** 级，学号 201***** **** 一、课程设计课题： 基于MATLAB的数字基带传输系统的仿真设计 二、课程设计工作日自 2016 年 5 月 12 日至 2016 年 5 月 24 日 三、课程设计进行地点：图书馆 四、程设计任务要求： 1.课题来源: 指导教师指定题目 2.目的意义:. 1）综合应用《掌握和精通MATLAB》、《通信原理》等多门课程知识，使学生建立通信系统的整体概念 2）培养学生系统设计与系统开发的思想 3）培养学生独立动手完成课程设计项目的能力 3.基本要求: 1) 数字基带信号直接送往信道： 2）传输信道中的噪声可以看作加性高斯白噪声 3）可用滤波法提取定是信号 4）对传输系统要有清楚的理论分析 5）把整个系统中的各个子系统自行构造，并对其性能进行测试 6）最终给出信号的仿真结果（信号输出图形） 课程设计评审表
基于MATLAB 的数字基带传输系统的仿真 概述 ：本课程设计主要研究了数字信号的基带传输的基本概念及数字信号基带传输的传输过程和如何用MATLAB 软件仿真设计数字基带传输系统。首先介绍了本课题的理论依据及相关的基础知识，包括数字基带信号的概念，数字基带传输系统的组成及各子系统的作用，及数字基带信号的传输过程。最后按照仿真过程基本步骤用MATLAB 的仿真工具实现了数字基带传输系统的仿真过程，对系统进行了分析。 第一部分 原理介绍 一、数字基带传输系统 1）数字基带传输系统的介绍 未经调制的数字信号所占的频谱是从零频或很低频率开始,称为数字基带信号。在某些具有低通特性的有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下,基带信号可以不经载波调制而直接传输。这种不经载波调制直接传输数字基带信号的系统，称为数字基带传输系统。 数字基带系统的基本结构可以由图1 的模型表示.其中包括发送滤波器、传输信道、接收滤波器、抽样判决等效为传输函数为H (w) 基带形成网络,对于无码间干扰的基带传输系统来说, H (w) 应满足奈奎斯特第一准则, 在实验中一般取H (w) 为升余弦滚降特性.在最佳系统下, 取C(w) = 1,GT (w) 和GR(w) 均为升余弦平方根特性.传输信道中的噪声可看作加性高斯白噪声, 用产生高斯随机信号的噪声源表示. 位定时提取电路,在定时精度要求不高的场合, 可以用滤波法提取定时信号,滤波法提取位定时的原理可用图2表示。 图1 基带传输系统模型 设发送滤波器的传输特性 , 则 ω ωπ d e H t g jwt R ? ∞ ∞ -= )(21 )()(ωT G
数字基带传输系统作业题 填空题 1数字基带系统产生误码的原因是抽样时刻的和的影响。 2．数字基带系统中常采用均衡器和系统来改善系统的性能。 3．为了衡量基带传输系统码间干扰的程度，最直观的方法是______________。 4.双极性数字基带信号，等概时码速率fs的离散分量，不等概 时fs的离散分量。 5.有限长横向滤波器的作用是码间串扰。 6.码间串扰是在对某码元识别时，其它码元在该的值。 判断题： 1.利用显示均衡波形的眼图可以改善传输性能。 2.对于频带限制在（0，4fm）Hz的时间连续信号m(t)，要想无失真的从抽样信号中恢复出m(t)，抽样频率至少要为4fmHz。 简答题 1．第一类部分响应系统输入数字码an为11001，试写出预编码后的所有可能bn码以及相关编码后的分别是什么？ 2.无码间干扰时，基带传输系统的误码率取决于哪些参数？怎样才能降低系统的误码率？3．（15分）已知信息代码为100000110000011; （1）试确定相应的AMI码及HDB3码; （2）并分别画出他们的单极性不归零波形图； （3）设数字基带传输系统的频带宽度为9KHZ，若采用α=0.5的滚降系统特性，请确定无码间串扰的最高传码率及频带利用率。 4. ( 12分)若传送的数据为11000001100110000101，则相应的HDB3码为何？ 如果数据等概且独立地取1或0，相应的HDB3码通过某数字基带系统传 送，其系统响应h(t)= cos((t/4Ts) 0( t (3Ts Ts为码宽， 0 其它t 简要说明该系统是否存在码间串扰？ 5.二进制数字基带信号1011000101，通过第I类部分响应系统进行传输。 1.试画出第I类部分响应系统原理方框图; 2.由上述基带码通过第I类部分响应系统的变换过程验证信号传输的正确性。 6. 数字基带传输系统的传输特性H（ω）如下图， 当传输速率分别为fb=2w、fb=3w时，画图分析在抽样点上是否有码间串扰？ 1.码间串扰；加性噪声； 2.时域；部分响应； 3.眼图； 4..不存在.存在 5..减小 6.抽样时刻 （╳）（╳） 1．an： 1 0 1 0 1 预编码后bn码：0 1 1 0 0 1 相关编码后码： 1 2 1 0 1 2.无码间干扰时基带传输系统的误码率依赖于信号峰值A与噪声均方根值之比，而与采用什么样的信号形式无关，但这里的信号形式必须是能够消除码间干扰的。 若比值越大，则误码率就越小。
1 全国2019年10月高等教育自学考试 数字通信原理试题 课程代码：02360 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.衡量数字通信系统可靠性的主要指标是（ ） A.信息传输速率 B.符号传输速率 C.频带利用率 D.误码率 2.满足抽样定理时，带通型信号的抽样频率范围应为（ ） A.f s ≥2f m B.1 n 2) f f (2f m 0s ++= C. 1 n f 2m +≤f s ≤n f 20 D. f s ≥ 1 n f 2m + 3.均匀量化误差e max （指绝对值）为（ ） A.=△/2 B.>△/2 C.<△/2 D.有时=△/2，有时>△/2 4.PCM 通信系统中采用抽样保持的目的是（ ） A.保证编码的精度 B.减小量化误差 C.减小量化噪声 D.以上都不是 5.A 律13折线编码器量化级数N 越大（ ） A.编码误差越小 B.折叠噪声越小 C.判定值数目越多 D.编码误差越小、判定值数目越多 6.A 律13折线编码器编出的码字是（ ） A.线性码 B.非线性码 C.线性码或非线性码 D.以上都不是 7.PCM30/32系统第26路信令码的传输位置（即在帧结构中的位置）为（ ） A.F 11帧TS 16的前4位码 B.F 11帧TS 16的后4位码 C.F 12帧TS 16的前4位码 D.F 12帧TS 16的后4位码 8.标志信号的抽样周期为（ ） A.T （125μs ） B.2T C.15T D.16T 9.没有误码增殖的基带传输码型是（ ） A.AMI 码 B.CMI 码 C.HDB3码 D.AMI 码和CMI 码 10.m 个中继段的总误码率为（ ）
基带传输系统实验报告 一、实验目的 1、提高独立学习的能力； 2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力； 3、学习matlab的使用； 4、掌握基带数字传输系统的仿真方法； 5、熟悉基带传输系统的基本结构； 6、掌握带限信道的仿真以及性能分析； 7、通过观察眼图和星座图判断信号的传输质量。 二、实验原理 在数字通信中，有些场合可以不经载波调制和解调过程而直接传输基带信号，这种直接传输基带信号的系统称为基带传输系统。 基带传输系统方框图如下： 基带传输系统模型如下：
各方框的功能如下： （1）信道信号形成器（发送滤波器）：产生适合于信道传输的基带信号波形。因为其输入一般是经过码型编码器产生的传输码，相应的基本波形通常是矩形脉 冲，其频谱很宽，不利于传输。发送滤波器用于压缩输入信号频带，把传输 码变换成适宜于信道传输的基带信号波形。 （2）信道：是基带信号传输的媒介，通常为有限信道，如双绞线、同轴电缆等。信道的传输特性一般不满足无失真传输条件，因此会引起传输波形的失真。另 外信道还会引入噪声n（t），一般认为它是均值为零的高斯白噪声。 （3）接收滤波器：接受信号，尽可能滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。 （4）抽样判决器：在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。 （5）定时脉冲和同步提取：用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接收信号中提取。 三、实验内容 1采用窗函数法和频率抽样法设计线性相位的升余弦滚讲的基带系统(不调用滤波器设计函数,自己编写程序) 设滤波器长度为N=31，时域抽样频率Fo为 4 /Ts，滚降系数分别取为、、1，
数字通信原理 （电子教案） 制作：沈其聪梁春艳 机械工业出版社
电子教案内容简介 本电子教案与机械工业出版社出版的《数字通信原理》教材配套使用，教案系统地介绍了数字通信的特点、原理、应用及性能分析的基本方法，内容包括数字通信系统概述、信源编码技术、数字基带传输技术、数字调制与解调技术、数字信号的最佳接收、同步技术、信道编码技术等。各章节在内容的安排和叙述上，根据数字通信的发展和实际教学的需要，力求做到物理概念清晰，理论推导简明，体系结构完整；重点介绍了数字通信主要技术的基本概念、基本原理、基本分析方法和主要应用。
第三章 数字信号的传输分基带传输和载波（频带）传输两种方式。通常，我们将直接来自数字通信终端的、含有直流和低频频率分量的未经调制的电脉冲信号称为数字基带信号。数字基带信号可以直接传送，称为数字信号的基带传输；当数字基带信号对载波进行数字调制，将信号频谱搬移到较高的频带上再传输，则称为数字信号的载波传输或频带传输。
尽管实际中载波传输要比基带传输应用更为广泛，但研究数字信号基带传输系统仍具有很重要的的意义。这是因为： 第一，基带传输中要解决的许多问题也是载波传输必须要考虑的问题。 第二，随着数字通信技术的发展，基带传输方式也发展很快，它不仅用于数据传输，而且还用于高速数字信号传输。 第三，如果把调制与解调过程看作是广义信道的一部分，则可以证明，任何一个采用线性调制的载波传输系统均可等效为基带传输系统来分析。因此，对基带传
?第一节数字信号传输的基本理论?第二节基带传输的线路码型?第三节部分响应技术 ?第四节基带传输的抗噪声性能?第五节眼图与时域均衡
1、什么叫数据通信 答：数据通信的定义是：依照通信协议、利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信 息。它可实现计算机与计算机、计算机与终端或终端与终端之间的数据信息传递。 2、数据通信系统中传输控制器的功能是什么 答：传输控制器的主要功能是执行与通信网络之间的通信过程控制，包括差错控制和通信协 议的实现等。 3、异步传输、同步传输的优、缺点分别是什么 答：异步传输的优点是实现字符同步比较简单，收发双方的时钟信号不需要精确的同步，缺 点是每个字符都需加入起始位和终止位，传输效率低。 同步传输的优点是不需要对每一个字符单独加起始位和终止位，传输效率高，缺点 是在技术上比异步传输复杂。 4、什么是奈氏第一准则 答：奈氏第一准则是：如系统等效网络具有理想低通特性，且截止频率为N f 时，则该系统 中允许的最高码元（符号）速率为N f 2，这时系统输出波形在峰值点上不产生前后符号间干扰。 5、下图所示的滚降低通形成网络是否满足无符号间干扰的条件为什么（设符号速率 N s f f 2=） 答：图中所示的滚降低通形成网络不满足无符号间干扰的条件，因为N s f f 2=，只有当滚 降低通的幅频特性以C （N f ，）点呈奇对称滚降时才满足无符号间干扰的条件，而图中所示的滚降低通幅频特性是以（N f 5.1，）呈奇对称滚降。 6、部分响应系统的特点有哪些 答：部分响应系统的特点是：冲激响应波形的前导和后尾衰减较快，可达到极限频带利用率
2，并且物理上可实现，但有符号间干扰，该符号间干扰是固定的，可以消 Bd/ Hz 除的。 7、基带传输时域均衡的作用是什么 答：尽管在设计基带形成滤波器时是按照奈氏第一准则的要求，但如果信道特性发生畸变，会使形成滤波器的传递函数H（f）改变，其冲激响应波形有可能会产生符号间干扰。 时域均衡器的作用就是消除符号间干扰，即使得时域均衡器的输出波形满足无符号间干扰的条件。 8、频带传输系统中收端低通的作用是什么 答：频带传输系统中收端低通的作用是除去解调中出现的高次产物并起基带波形形成的功能。 9、相对调相与绝对调相的关系是什么 答：相对调相就是经过相对码变换后的数字信号序列的绝对调相。 10、格型编码调制（TCM）的概念是什么 答：TCM方式是将调制和编码合为一体的调制技术，它打破了调制与编码的界限，利用信号空间状态的冗余度实现纠错编码，以实现高速率、高性能的传输。 11、什么是数字数据传输 答：数字数据传输就是在数字信道中传输数据信号，即利用PCM系统的时隙传输数据信号。 12、DDN由哪几部分组成 答：DDN由本地传输系统、复用和数字交叉连接系统、局间传输及网同步系统、网络管理系统四部分组成。 13、差错控制的基本方式有哪些 答：差错控制的基本方式有：检错重发、前向纠错、混合纠错检错及信息反馈。 14、卷积码的概念是什么 答：卷积码的编码器在任何一段时间内产生的n个码元，不仅取决于这段时间中的k个信息位，而且还取决于前N-1段规定时间内的信息位。这时，监督位监督着这N段时 间内的信息。 15、分组交换的主要优、缺点是什么 答：分组交换的主要优点是： ①传输质量高。 ②可靠性高。
通信原理实验一 数字基带传输 一、实验目的 1、提高独立学习的能力； 2、培养发现问题、解决问题和分析问题的能力； 3、学习Matlab 的使用； 4、掌握基带数字传输系统的仿真方法； 5、熟悉基带传输系统的基本结构； 6、掌握带限信道的仿真以及性能分析； 7、通过观测眼图和星座图判断信号的传输质量。 二、实验原理 1.匹配滤波器和非匹配滤波器： 升余弦滚降滤波器频域特性：
将频域转化为时域 2. 最佳基带系统 将发送滤波器和接收滤波器联合设计为无码间干扰的基带系统，而且具有最佳的抗加性高斯白噪声的性能。 要求接收滤波器的频率特性与发送信号频谱共轭匹配。由于最佳基带系统的总特性是确定的，故最佳基带系统的设计归结为发送滤波器和接收滤波器特性的选择。 设信道特性理想，则有 （延时为0） 有 可选择滤波器长度使其具有线性相位。 如果基带系统为升余弦特性，则发送和接收滤波器为平方根升余弦特性。 3.基带传输系统（离散域分析） ?输入符号序列―― ?发送信号―― ――比特周期，二进制码元周期 ?发送滤波器―― 或 ?发送滤波器输出――
?信道输出信号或接收滤波器输入信号 （信道特性为1） ?接收滤波器―― 或 ?接收滤波器的输出信号 （画出眼图） ?如果位同步理想，则抽样时刻为 ?抽样点数值为（画出星座图） ?判决为 其中若为最佳基带传输系统，则发送滤波器和接收滤波器都为根升余弦滤波器，当采用非匹配滤波器时，发送滤波器由升余弦滤波器基带特性实现，接收滤波器为直通。 三、实验内容 1.通过匹配滤波和非匹配滤波方式，得到不同的滚降系数下发送滤波器的时域波形和频率特性。 实验程序： （1）非匹配情况下： 升余弦滚降滤波器的模块函数（频域到时域的转换） function [Hf,ht]=f_unmatch(alpha,Ts,N,F0) k=[-(N-1)/2:(N-1)/2]; f=F0/N*k; for i=1:N; if (abs(f(i))<=(1-alpha)/(2*Ts)) Hf(i)=Ts; elseif(abs(f(i))<=(1+alpha)/(2*Ts)) Hf(i)=Ts/2*(1+cos(pi*Ts/alpha*(abs(f(i))-(1-alpha)/(2*Ts)))); else Hf(i)=0; end; end; 主函数 alpha=input('alpha=');%输入不同的滚降系数值 N=31;%序列长度 Ts=4; F0=1;%抽样频率
第三章 基带传输习题解答 1、已知信息代码为100001000011000011，试求其相应的AMI 码、HDB3码及双相码。 [解]略 2、设某二进制数字基带传输系统传输的是单极性基带信号，且数字“1”和“0”出现的概率相等。如果数字信息为“1”时信号在抽样判决时刻的值A =1V ，且接收滤波器输出噪声是均值为0，方差为0.2V 的高斯白噪声，试求这时的系统误码率。。 [解] 对于单极性基带信号，误码率为11 22 e P er f ??=-。 因为A =1，σn =0.2 ，可得3 11 6.211022 e P er f -=-=? 3、已知某单极性不归零随机脉冲序列，其码元速率为R B =1200Bd ，“1”码为幅度为A 的矩形脉冲，“0”码为0,且“1”码出现的概率为0.6。试求： ①该随机序列的带宽及直流功率； ②该序列有无定时信号。 [解] ①以功率谱的第一个零点计算，带宽为B =1/T s =f s =1200Hz 。 对于单极性波形：若设g 1(t )=0，g 2(t )= g (t )，则随机脉冲序列
的离散谱为2 ()()()v s s s m P f f PG mf f mf δ∞ =-∞ = -∑ 。 因为 g (t )为不归零矩形脉冲，即有||()2 0s T A t g t ? ≤?=???其他 其频谱函数为()()2s s s s T G f AT Sa AT Sa fT ωπ?? == ??? 令f =m f s ，当m =0时，G (mf s )=AT s Sa (0)= AT s ，因此离散谱中的直流分量为P v (0)=0.36A 2δ(0)。 直流功率为2(0)0.36v v S P df A ∞ -∞==? ② 当m 为不等于零的整数时，G (mf s )=AT s Sa (m π)=0，离散谱均为零，因而无定时信号。 4、已知HDB3码为+10-1000-1+1000+1-1+1-100-1+10-1，试译出原信息码。 [解] 原信息码为101000010000110000101。 5、设部分响应系统的输入信号为四进制{0,1,2,3}，相关编码采用第IV 类部分响应。当输入序列{a k }为21303001032021时， ①试求相对应的预编码序列{a k }、相关编码序列{b k }和接收端恢复序列{a ’k }； ②求相关电平数；若输入信号改为二进制，相关电平数又为何值？ [解] ①当加权系统R 1=1，R 2=0，R 3=-1，其余系统R i =0时，