通信原理数字基带传输系统习题及其答案.docx

1、通信原理数字基带传输系统习题及其答案第四章（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42】设随机二机制序列中的o和i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，Ts为码元宽度，问该序列存在离散分量3）若g（t）改为图（b）所示的波形，问该序列存在离散分量 Ts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

2、谱密度ps（）中，第一部分是其连续谱成分，第 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、fs T式中： Ts。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fs式中：1匚所以，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 Ts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fs %s的分量若能，计算该分量的功率【答案4- 3】1

3、)由图得g(t)的频谱函数G()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尺()为当m 1时，f fs，代入上式可得因为该二进制数字基带信号中存在 fs 1Ts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fs 1Ts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+ 1HDB3码；+1000+V-B00-V0+1-1PST码：（ + 模式）+ 0 - + - + - + - + + - 购（-模式）-0 -

4、 + - + - + - + + -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+-1HDB3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()；2)假设信道的传输函数C()1，发送滤波器和接收滤波器具有相同的传输函数，即Gt( ) 6()，求Gt()和Gr()的表达式。【答案4 7】1) 令由

5、图可得，h(t) g(t 7)，因为g(t)的频谱函数为所以，系统的传输函数H()为2 )系统的传输函数H()由发送滤波器Gt()、信道C()和接收滤波器GR()三部分组成，即因为则所以，发送滤波器gt()和接收滤波器gr()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()，若要求以Ts2波特的滤波进行数据传输，试检验下图各种H()满足消除抽样点码间干扰的条件 否【答案4- 8】以Ts：2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2 42 H( i) C对于图(a),当T时， Ts ，

6、所以不满足码间干扰传输的条件2 42 H( i) C对于图(b),当T时， Ts ，所以不满足码间干扰传输的条件2 H( i) C对于图(c)，当T时， Ts ，所以满足码间干扰传输的条件。2 42 H( i) C对于图(d)，当T时，i Ts ，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()如下图所示。其中 为某个常数(0 1)；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（）应满足：Rb 容易验证，

7、当 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Rb 施时，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41】1）由图可得系统传输函数H（）为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Rb of时，需要以 2 Rb 2 0为间隔对H()进行 分段叠加，分析在区间 0，0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 RB 速

8、率实现无码间干扰传输。3【附加题4 2】为了传输码元速率Rb 10 (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()应满足的条件分析，图所示的三种传输函数(a)3(b) (c)都能满足以 仏10(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rb为其频带宽度B为系统的频带利用率为2） 传输函数（b）的无码间干扰传输速率RB其频带宽度B为系统的频带利用率为3）

9、传输函数（c）的无码间干扰传输速率Rb其频带宽度B为系统的频带利用率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1Baud/Hz，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2位冲激相应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 2Ts， 通带增益为Ts。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

10、传输函数 H （）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()为G2 ()TT其中：【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 A 1V，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52)若要误码率小于10，试确定A至少应为多大【答案附加题4 4】1 P(1) P(0) - CC1) 由题可知，传输的是单级性基带信号，且 2， n 0.2，A 1，误码率Pe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1 1X 2 X 1 x 18 、 3 、 x0 1 、1 11 4、 2 16，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】xk的峰值畸变值为由公式可得