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第6章 数字基带传输系统一、判断题1．在线路编码中HDB 3码的编码效率要高于双相码的编码效率。
（）[南邮2011、2009研]【答案】√【解析】HDB 3码是1B1T 码，编码效率为2/3，双相码是1B2B 码，编码效率为1/2。
2．线路编码一般采用双极性波形，这样就可以没有直流分量，可以更好的适应信道。
（ ）[南邮2010研]【答案】√【解析】一般要求线路码的功率谱不应含有离散的直流分量，并尽量减小低频分量，双极性波形符合这一特点。
3．信号幅度相等时，单极性数字基带系统性能要优于双极性系统的性能。
（ ）[南邮2010研]【答案】×【解析】对于双极性不归零码，平均误比特率为；对于单极性不)2(21221nA erfc P b δ=归零码，平均误比特率为，所以在信号幅度A 、信息速率、接收低通)8(21222n A erfc P b δ=滤波器的带宽及噪声功率谱均相同的情况下，，即双极性基带系统的误码率比单21b b P P <4．部分响应改变了信号的谱特性，付出的代价是输出电平的增多，属于牺牲信噪比换取带宽。
（）[南邮2011研]【答案】√【解析】部分响应带来的好处是减少了串扰和提高了频带利用率，其代价是发送信号功率增加。
对于L进制信号，第Ⅰ、Ⅳ类部分响应信号的电平数为2L-1，因此输出电平增多，牺牲了信噪比换取带宽。
5．时域均衡器可以用可调的横向滤波器来实现。
（）[南邮2010研]【答案】√【解析】横向滤波器由延迟单元、抽头系数及加法器构成，可用作线性均衡器，在时域上实现均衡。
二、选择题1．在相同的传信率下，若采用不归零码，下列信号中带宽最小的是（）。
[南邮2009研]A．AMIB．1B2BC．CMID．Manchester【解析】AMI可看为单极性不归零码的变形，其带宽为R s；1B2B、CMI和Manchester均为双极性不归零码，提高了检错能力，但所需带宽增加，为2R s。
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f s的离散分量，不等概时f s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（0，4f）Hz的时间连续信号m(t)，要想无失真的从抽样信mHz。
号中恢复出m(t)，抽样频率至少要为4fm简答题1．第一类部分响应系统输入数字码a n为11001，试写出预编码后的所有可能b nc分别是什么？码以及相关编码后的n2.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(πt/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f b=2w、f b=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．a n： 1 0 1 0 1预编码后b n码：0 1 1 0 0 1c码： 1 2 1 0 1相关编码后n之比，而与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n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。
习题解答（六）
6-15
6-16.
6-17.
6-18.
6-19.
6-20.
6-22若上题中的输入数据为二进制，相关电平数有几个？若输入数据为四进制，相关电平数又为何值？
解题思路：由题6-21中得到的系统频域特性H（w）可知该系统对应为教材表6-1中的第IV类部分响应系统。
其中R1=1，R2=0，R3=-1，相应的编码电平为{Ck}，且
Ck=R1ak=R2ak-2+R3ak-2=ak-ak-2
解:由分析可知：当输入数据为二进制时，相关电平数又为3；当输入数据为四进制时，相关电平数又为7.
6-23.以表6-1中第IV类部分相应系统为例，试画出包括预编码在内的第IV类部分响应系统的方框图。
6-24.
6-25.设计一个三抽头的迫零均衡器。
已知输入信号在各抽样点的值依次为
，其余均为零。
（1）求三个抽头的最佳系数；
（2）比较均衡前后的峰值失真。
分析在输入序列给定时，如果联立
（A）
（B）
可列出抽头系数必须满足的个线性方程，即
（C）
按式（C）方程组求出各抽头系数，可迫使前后各有N个取样点上的零值。
这种调整叫做“迫零”调整，所设计的均衡器称为“迫零”均衡器，此时峰值失真D取最小值，均衡效果达到最佳。
第7章 数字带通传输系统一、选择题1．在抗加性高斯白噪声方面，性能最好的调制制度是（ ）。
A ．2FSK B ．2ASK C ．2PSK D ．2DPSK 【答案】C【解析】对于相同的解调方式，抗加性高斯白噪声性能从优到劣的排列顺序是：2PSK 、2DPSK 、2FSK 、2ASK 。
2．相同传码率条件下，下面四种方式中，（ ）的频带利用率最低。
A ．2ASK B ．2PSK C ．2FSK D ．2DPSK 【答案】C【解析】在相同传码率的条件下，2222ASK PSK DPSK B B B B T ===，2212FSK BB f f T =-+，传输带宽越宽，频带利用率越低，所以2FSK 的频带利用率最低。
3．在数字调制系统中，采用8PSK 调制方式传输，无码间干扰时能达到的最高频带利用率是（ ）。
A ．1Baud ／HzB ．2Baud ／HzC ．3Baud ／HzD ．4Baud ／Hz 【答案】A【解析】对所有的调制信号，最大频带利用率均为ηB ＝1Baud/Hz 。
二、填空题1．2DPSK 、2ASK 、2PSK 和2FSK 采用相干解调时，抗信道加性高斯白噪声性能的优劣顺序为______。
【答案】2PSK 、2DPSK 、2FSK 、2ASK【解析】数字调制系统的抗噪声性能通过系统在信道噪声干扰下的总误码率表征。
2DPSK 在相干解调下的误码率为e P erfc=；2ASK 在相干解调下的误码率为12e P erfc =；2PSK 在相干解调下的误码率为12e P erfc =；2FSK 在相干解调下误码率为12e P erfc =； 故采用相干解调方式时，抗加性高斯白噪声性能从优到劣的排列顺序是：2PSK 、2DPSK 、2FSK 、2ASK 。
2．BPSK 采用相干解调时可能出现“反向工作”现象的原因是______；解决方案是______。
【答案】接收端提供的本地载波有180o 相位模糊；采用2DPSK【解析】在2PSK 信号的载波恢复过程中存在着180°的相位模糊，称为2PSK 方式的“倒π”现象或“反相工作”。
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1122e P erf ⎛⎫=-。
因为A =1，σn =0.2，可得311 6.211022e P erf -=-=⨯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||()20sT 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。
通信原理试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪个是数字通信系统的特点？A. 抗干扰能力差B. 传输速率低C. 抗干扰能力强C. 传输距离远答案：C2. 香农定理描述的是：A. 信号的调制方式B. 信号的编码方式C. 信道的容量极限D. 信号的解调方式答案：C3. 在通信系统中，信噪比（SNR）通常用来衡量：A. 信号的频率B. 信号的幅度C. 信号的质量D. 信号的相位答案：C4. 以下哪个调制方式属于线性调制？A. ASKC. PSKD. QAM答案：B5. 在数字基带传输中，曼彻斯特编码的主要优点是：A. 抗干扰能力强B. 传输速率高C. 易于同步D. 频带利用率高答案：C6. 以下哪个是多路复用技术？A. TDMB. FDMC. CDMAD. 所有选项都是答案：D7. 以下哪个是无线通信中常用的天线类型？A. 偶极子天线B. 螺旋天线C. 抛物面天线D. 所有选项都是答案：D8. 在无线通信中，以下哪个因素会影响信号的传播？B. 天气C. 建筑物D. 所有选项都是答案：D9. 以下哪个是信道编码的类型？A. 线性编码B. 非线性编码C. 卷积编码D. 所有选项都是答案：D10. 在通信系统中，以下哪个是误码率的缩写？A. BERB. SNRC. QAMD. FDM答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 数字调制技术包括以下哪些类型？A. PSKB. QAMC. FSKD. ASK答案：ABCD12. 以下哪些因素会影响通信系统的性能？A. 信道的带宽B. 信号的功率C. 噪声的强度D. 调制方式答案：ABCD13. 在通信系统中，以下哪些是信号的调制方式？A. 调频B. 调幅C. 调相D. 调色答案：ABC14. 以下哪些是数字信号处理中的基本操作？A. 傅里叶变换B. 卷积C. 滤波D. 采样答案：ABCD15. 以下哪些是通信系统中的同步技术？A. 位同步B. 帧同步C. 载波同步D. 时钟同步答案：ABC三、简答题（每题5分，共20分）16. 简述数字通信与模拟通信的主要区别。
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，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 由于 可得：
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）当基带脉冲波形()g t 为
()g t 的付式变换()G f 为
因此
式中：
1
s s f T =。
所以，该二进制序列不存在离散分量。
3）当基带脉冲波形()g t 为
()g t 的付式变换()G f 为
因此
式中：
1s s f T =。
所以，该二进制序列存在离散分量。
【题4－3】设二进制数字基带信号的基本脉冲序列为三角形脉冲，如下图所示。
图中s T 为码元宽度，数字信息1和0分别用()g t 的有无表示，且1和0出现的概率相等：
1）求数字基带信号的功率谱密度；
2）能否重该数字基带信号中提取同步所需的频率1
s s f T =的分量若能，计
算该分量的功率。
【答案4－3】
1）由图得
()g t 的频谱函数()G ω为
由题设可知 所以
代入二进制数字基带信号的双边功率谱密度函数表达式，可得 2）二进制数字基带信号的离散谱分量()v P ω为 当1m =±时，s f f =±，代入上式可得
因为该二进制数字基带信号中存在1s s f T =的离散分量，所以能从该数字基带信号中提取码元同步所需的频率1s s f T =的分量。
该频率分量的功率为
【题4－5】已知信息代码为，求相应的AMI 码、HDB3码、PST 码及双相码。
【答案4－5】
AMI 码： +10000 0000 –1＋1 HDB3码； +1000+V-B00-V0+1-1
PST 码： ①（+模式）+ 0 - + - + - + - + + -
②（-模式）- 0 - + - + - + - + + -
双相码：10 01 01 01 01 01 01 01 01 01 10 10
【题4－6】已知消息代码为，试确定相应的AMI 码及HDB3码，并分别画出它们的波形图。
【答案4－6】
AMI 码：+10-100000+1-10000+-1 HDB3码：+10-1000-V0+1-1+B00+V-1+1
【题4－7】某基带传输系统接收滤波器输出信号的基带脉冲如下图所示的三角形脉冲：
1）求该基带传输系统的传输函数()H ω；
2）假设信道的传输函数()1C ω=，发送滤波器和接收滤波器具有相同的传输函数，即()()T R G G ωω=，求()T G ω和()R G ω的表达式。
【答案4－7】
1）令
由图可得，
()()
2s
T h t g t =-
，因为()g t 的频谱函数为
所以，系统的传输函数()H ω为
2）系统的传输函数()H ω由发送滤波器()T G ω、信道()C ω和接收滤波器
()R G ω三部分组成，即
因为 则
所以，发送滤波器()T G ω和接收滤波器()R G ω为
【题4－8】设基带传输系统的发送滤波器，信道及接收滤波器组成总特性为
()H ω，若要求以2s T 波特的滤波进行数据传输，试检验下图各种()H ω满足消
除抽样点码间干扰的条件否 【答案4－8】
以2s T 波特的速率进行数据传输，系统若要实现无码间干扰传输，则系统的传输的传输特性应该满足
如图（a ）、（b ）、（c ）、（d ）所示
对于图（a ）,当2 T πω≤
时，4()i s H i C T πω+≠∑，所以不满足码间干扰传
输的条件。
对于图（b ），当2 T πω≤
时，4()i s H i C T πω+≠∑，所以不满足码间干扰传
输的条件。
对于图（c ），当2 T πω≤
时，4()i s H i C T πω+=∑，所以满足码间干扰传输
的条件。
对于图（d ），当2 T πω≤
时，4()i s H i C T πω+≠∑，所以不满足码间干扰传
输的条件。
【题4－9】设某个基带传输的传输特性()H ω如下图所示。
其中α为某个常数（01α≤≤）；
1）试检验该系统能否实现无码间干扰传输
2）试求改系统的最大码元传输速率为多少这时的系统频带利用率为多大 【答案4－9】
1）很明显，该系统的传输特性的图形是对称的。
根据奈奎斯特准则，当系统能实现无码间干扰传输时，()H ω应满足：
容易验证，当
B R ωπ=
时，系统是可以实现无码间干扰传输的。
2）系统最大码元传输速率 而系统带宽为
所以系统的最大频带率
【附加题4－1】设某基带传输系统具有下图所示的三角形传输函数：
1）该系统接收滤波器输出基带脉冲的时间表达式；
2）数字基带信号的传码率0B R ω=时，用奈奎斯特准则验证该系统能否实现无码间干扰传输 【答案附加题4－1】
1）由图可得系统传输函数()H ω为 由 可得
根据对称性可得： 则
所以，该系统接收滤波器输出基带脉冲的时间表达式为
2）当数字基带信号的传码率0B R ωπ=时，需要以022B R ωπω==为间隔对
()H ω进行分段叠加，分析在区间[]00,ωω-叠加函数的特性，此时
因为 则
根据无码间干扰传输条件，所以该系统不能以0B R ωπ=速率实现无码间干扰传输。
【附加题4－2】为了传输码元速率
3
10()B R Baud =的数字基带信号，试问系统采用如下图中哪种传输特性较好，并说明其理由。
【答案附加题4－2】
根据无码间干扰时系统传输函数()H ω应满足的条件分析，图所示的三种传
输函数（a ）（b ）（c ）都能满足以
310()B R Baud =的码元速率无码间干扰传输。
此时，需要比较三种传输函数在频带利用率、单位冲激响应收敛速度、实现难易程度等方面的特性，从而选出最好的一种传输函数。
1）传输函数（a ）的无码间干扰传输速率B R 为 其频带宽度B 为 系统的频带利用率η为
2）传输函数（b ）的无码间干扰传输速率B R 其频带宽度B 为 系统的频带利用率η为
3）传输函数（c ）的无码间干扰传输速率B R 其频带宽度B 为 系统的频带利用率η为
从频带利用率性能方面比较可得：图（b ）和（c ）的频带利用率为1/Z Baud H ，大于传输函数（a ）的频带利用率。
传输函数（b ）是理想低通特性，其单位冲激相应()Sa x 型，与时间成反比，尾部收敛速度慢且传输函数难于实现。
传输函数
（c ）是三角形特性，其单位冲激相应2
()Sa x 型，尾部收敛速度快且传输函数易
于实现。
因此，选取传输函数（c ）较好。
【附加题4－3】设一相关编码系统如下图所示。
图中，理想低通滤波器的截至
频率为
1
2s T ，通带增益为s T 。
试求该系统的单位冲激效应和频率特性。
【答案附加题4－3】
图中的理想低通滤波器的传输函数()H ω'为 其对应的单位冲激相应()h t '
为
图中的系统单位冲激相应()h t 为 系统传输函数()H ω为
其中：2 ()0 else s s
s T T T G ππωωω
⎧
≤⎪=⎨
⎪⎩。
【附加题4－4】某二进制数字基带系统所传输的单级性基带信号，数字信号的0和1出现概率相等。
1）若数字信息为1时，接受滤波器输出信号在抽样判决时刻的值为1V A =，
且接收滤波器输出噪声的均值为0，方差为0.2V 的高斯白噪声，求误码率
2）若要误码率小于5
10-，试确定A 至少应为多大 【答案附加题4－4】
1）由题可知，传输的是单级性基带信号，且1
(1)(0)2P P ==
，
0.2n σ=，1A =，误码率e P 为
2）根据题意 即 可得
【附加题4－5】设有一个三抽头的时域均衡器，如下图所示()x t 在抽样点的值依
次为
218x -=
、113x -=、01x =、114x =、2
1
16x =，在其它抽样点均为0，试求输
入波形()x t 峰值的畸变值及均衡器输出波形()y t 峰值的畸变值。
【答案附加题4－5】
k x 的峰值畸变值为
由公式 可得。
