华东理工大学《通信原理》第六章 (数字基带传输1).
通信原理(第六章 数字基带传输系统)图片公式
七、什么是眼图？眼图模型、说明什么问题？
八、时域均衡：基本原理、解决什么问题？如何衡量均 衡效果？
一、数字基带系统和频带系统结构
一、数字基带信号(电波形)及其频谱特性(1)
二元码：幅度取值只有两种“1”、“0”或“1”、 “-1”
单极性非归零码：用高低电平分别表示“1”和“0”， 如图6-1(a) 。一般用于近距离之间的信号传输 双极性非归零码：用正负电平分别表示“1”和“0”， 如图6-1(b)。应用广泛，适应于在有线和电缆信道中 传输。 单极性归零码：有电脉冲宽度比码元宽度窄，每个脉 冲都回到零电位。如图6-1(c)。利于减小码元间波形 的干扰和同步时钟提取。但码元能量小，匹配接收时 输出信噪比低些
二、基带传输码的常用码型（4）
HDB3特点：保持AMI码的优点，三元码，无直流分量，主 要功率集中在码速率fb的1/2出附近（如图）。 位定时频率分量为零，通过极性交替规律得到检错能力。 增加了使连0串减少到 至多3个的优点，而不管 信息源的统计特性如何。
对于定时信号的恢复 是十分有利的。广泛应 用于基带传输与接口码。
Pv (w) = 2p å
¥ m =-
Cn d (w - mws )
2
Pv ( f ) = å
2
Cn d ( f - mf s )
2
故稳态波的双边功率谱密度
Pv ( f ) = å
¥ m =-
f s [ PG1 (mf s ) + (1 - P)G2 (mf s )] ? d ( f
mf s )..(6.1 - 14)
代入(6.1-26)得单极性非归零波形的双边功率谱密度
Ps (w) = Ts 2 1 Sa (p fTs ) + d ( f )..(6.1 - 30) 4 4
樊昌信《通信原理》(第6版)(名校考研真题 数字基带传输系统)【圣才出品】
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。
通信原理简答题答案2（个人整理）
通信原理简答题答案2（个⼈整理）第⼀章绪论1-2何谓数字信号？何谓模拟信号？两者的根本区别是什么？答：数字信号：电信号的参量值仅可能取有限个值。
模拟信号：电信号的参量取值连续。
两者的根本区别是携带信号的参量是连续取值还是离散取值。
1-3何谓数字通信？数字通信偶哪些优缺点？答：利⽤数字信号来传输信息的通信系统为数字通信系统。
优点：抗⼲扰能⼒强，⽆噪声积累传输差错可控；便于现代数字信号处理技术对数字信息进⾏处理、变换、储存；易于集成，使通信设备微型化，重量轻；易于加密处理，且保密性好。
缺点：⼀般需要较⼤的传输带宽；系统设备较复杂。
1-4 数字通信系统的⼀般模型中各组成部分的主要功能是什么？答：信源编码：提⾼信息传输的有效性（通过数字压缩技术降低码速率），完成A/D转换。
信道编码/译码：增强数字信号的抗⼲扰能⼒。
加密与解密：认为扰乱数字序列，加上密码。
数字调制与解调：把数字基带信号的频谱搬移到⾼频处，形成适合在信道中传输的带通信号。
同步：使收发两端的信号在时间上保持步调⼀致。
1-5 按调制⽅式，通信系统如何分类？答：基带传输系统和带通传输系统。
1-6 按传输信号的特征，通信系统如何分类？答：模拟通信系统和数字通信系统。
1-7 按传输信号的复⽤⽅式，通信系统如何分类？答：FDM,TDM,CDM。
1-8 单⼯、半双⼯及全双⼯通信⽅式是按什么标准分类的？解释他们的⼯作⽅式。
答：按照消息传递的⽅向与时间关系分类。
单⼯通信：消息只能单向传输。
半双⼯：通信双⽅都能收发消息，但不能同时进⾏收和发的⼯作⽅式。
全双⼯通信：通信双⽅可以同时收发消息。
1-9 按数字信号码元的排列顺序可分为哪两种通信⽅式？他们的适⽤场合及特点？答：分为并⾏传输和串⾏传输⽅式。
并⾏传输⼀般⽤于设备之间的近距离通信，如计算机和打印机之间的数据传输。
串⾏传输使⽤与远距离数据的传输。
1-10 通信系统的主要性能指标是什么？—答：有效性和可靠性。
1-11 衡量数字通信系统有效性和可靠性的性能指标有哪些？答：有效性：传输速率，频带利⽤率。
通信原理简答题答案1(个人整理)
通信原理第六版课后思考题第1章绪论1、何谓数字信号？何谓模拟信号？两者的根本区别是什么？答：数字信号：电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号：电信号的参量取值连续；两者的根本区别在于电信号的参量取值是有限个值还是连续的。
2、画出模拟通信系统的一般模型。
3、何谓数字通信？数字通信有哪些优缺点？答：数字通信即通过数字信号传输的通信，相对模拟通信，有以下特点：1）传输的信号是离散式的或数字的；2）强调已调参数与基带信号之间的一一对应；3）抗干扰能力强，因为信号可以再生，从而消除噪声积累；4）传输差错可以控制；5）便于使用现代数字信号处理技术对数字信号进行处理；6）便于加密，可靠性高；7）便于实现各种信息的综合传输3、画出数字通信系统的一般模型。
答：4、按调制方式，通信系统如何分类？答：分为基带传输和频带传输5、按传输信号的特征，通信系统如何分类？答：按信道中传输的是模拟信号还是数字信号，可以分为模拟通信系统和数字通信系统6、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？答：频分复用（FDM），时分复用（TDM），码分复用（CDM）7、通信系统的主要性能指标是什么？第3章随机过程1、随机过程的数字特征主要有哪些？它们分别表征随机过程的哪些特征？答：均值：表示随机过程的n 个样本函数曲线的摆动中心。
方差：表示随机过程在时刻t 相对于均值a(t)的偏离程度。
相关函数：表示随机过程在任意两个时刻上获得的随机变量之间的关联程度。
2、何谓严平稳？何谓广义平稳？它们之间的关系如何？答：严平稳：随机过程δ(t)的任意有限维分布函数与时间起点无关。
广义平稳：1）均值与t 无关，为常数a 。
2）自相关函数只与时间间隔τ=t 1-t 2有关。
严平稳随机过程一定是广义平稳的，反之则不一定成立。
4、平稳过程的自相关函数有哪些性质？它与功率谱的关系如何？答：自相关函数性质：(1) R(0)=E[ξ2(t)]——ξ(t)的平均功率。
(2) R(τ)=R(-τ)——τ的偶函数。
通信原理第六章
设fH=(n+k)B，其中n为整数，0k<1，则
mn
fs
2 fH m
2B1
k n
2020年2月
西南交通大学电气工程学院
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6.2 脉冲编码调制
特例： 当fH=nB时，m=n，则 fs=2fH/m=2B。
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例：已知
6.2 脉冲编码调制
编码位数每增加一位，量化信噪比就增加6分贝。
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6.2 脉冲编码调制
说明： 1）以上结论是在假设信号抽样值在量化范围内等概 出现时得到的。 对正弦信号，取值较大的样值出现概率大，取值较 小的样值出现概率较小。 对语音信号，由于取值较小的样值出现概率大，而 取值大的样值出现概率反而小。 所以，对正弦信号和语音信理
一个频带限制在0~ fH范围内的模拟信号，若取样速 率大于等于2 fH，则可由样值序列无失真地重建原 始信号。否则取样信号将出现频谱混叠，不能从中 恢复原始信号。
fs=2fH为奈奎斯特速率，它是取样的最低速率； Ts=1/fs=1/(2fH)为奈奎斯特取样间隔，它是所允许的
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2020年2月
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西南交通大学电气工程学院
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2048
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6.2 脉冲编码调制
➢编码 编码：将抽样量化后的离散信号电平值转换为二进 制码组来表示。 译码：将二进制码组再恢复为离散信号电平。
量化电平序号 编码 量化电平序号 编码
0
000
4
100
1
001
5
101
2
010
通信原理第六章ppt课件
§6.2 抽样定理
• 如果想把时间连续的模拟信号变成0/1数字 串，必须先抽样
• 但是，很显然，抽样以后
• 的信号，与原来的信号是
• 不同的
• 能否从抽样信号中恢复原
t
• 信号呢？如果能，有什么条件？
:
§6.2.1 低通信号抽样定理
可以看作下面两 个信号的乘积
t
1
t
t
:
m(t)
t
T (t)
t
➢ 对 Y 的均匀量化，等效为对 X 的非均匀量化。
EY
0 EX
:
三. 编码
➢ 编码就是将量化后的多进制数字信号变换成 二进制数字代码〔逆过程为译码），这是一 种一一对应的变换关系，实为 M 进制与二 进制的转换。
➢ 要求：M ≤ 2N 或N ≥ log2M〔取整数） ➢ N 为二进制码组的码位数。
Hale Waihona Puke 2048 x1 1 8 1 16 1
32 16 8
4
11
128 64
1
第7段的
2
量化间隔 32
1
第 8段的量 2化 0 4 1间 8 0 2隔 64 4 16
16 32
第1、 2段的量化间隔
64
128
1 128
1 第3段的
1
64 量化间隔 232
1
第4段的量化间隔 4
16
可见最小11 1分 6 28辨 210:率 ,4计 8为 1为 个
m(t) 样 ms(t) 化 msq(t) 码 {an} 信道 {an} 码 msq(t) 通 m0(t)
A/D
D/A
➢ 编码——译码为一对变换关系；
➢ 抽样——低通为一对变换关系；
通信原理习题及答案(第六版)_樊昌信_曹丽娜_编著__国防工业出版社
各章习题及解答第1章 绪论1—1 设英文字母E 出现的概率为0.105，x 出现的概率为0.002。
试求E 及x 的信息量。
解：英文字母E 的信息量为105.01log 2=E I =3.25bit 英文字母x 的信息量为 002.01log 2=x I =8.97bit 1—2 某信息源的符号集由A 、B 、C 、D 和E 组成，设每一符号独立出现，其出现概率分别为1/4、l/8、l/8/、3/16和5/16。
试求该信息源符号的平均信息量。
解：平均信息量，即信息源的熵为 ∑=-=n i i i x P x P H 12)(log )(=41log 412-81log 812-81log 812-163log 1632-165log 1652- =2.23bit/符号1—3 设有四个消息A 、BC 、D 分别以概率1/4、1/8、1/8和l/2传送，每一消息的出现是相互独立的，试计算其平均信息量。
解：平均信息量∑=-=n i i i x P x P H 12)(log )(=41log 412-81log 812-81log 812-21log 212- =1.75bit/符号1—4 一个由字母A 、B 、C 、D 组成的字。
对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替A ，01代替B ，10代替C ，11代替D ，每个脉冲宽度为5ms 。
(1)不同的字母是等可能出现时，试计算传输的平均信息速率。
(2)若每个字母出现的可能性分别为P A =l/5，P B =1/4，P C =1/4，P D =3/10试计算传输的平均信息速率。
解：(1)不同的字母是等可能出现，即出现概率均为1／4。
每个字母的平均信息量为∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=41log 4142⨯-=2 bit/符号 因为每个脉冲宽度为5ms ，所以每个字母所占用的时间为2×5×10-3=10-2s每秒传送符号数为100符号／秒(2)平均信息量为∑=-=ni i i x P x P H 12)(log )(=51log 512-41log 412-41log 412-103log 1032-=1.985 bit/符号 平均信息速率为 198.5 比特/秒1—5 国际莫尔斯电码用点和划的序列发送英文字母，划用持续3单位的电流脉冲表示，点用持续1个单位的电流脉冲表示；且划出现的概率是点出现概率的l/3；(1)计算点和划的信息量；(2)计算点和划的平均信息量。
通信原理基础知识：第六章习题解答(1)
(3).若g(t)改为图P6-1(b)，重新回答题(2)所问。
不归零NRZ
归零RZ
6.4 解:(1)双极性码波形的功率谱密度为
Ps ( f ) 4 fB (1 p) G( f ) 2
fB (2 p 1)G(mfB )2 ( f mfB )
m
其功率
S
1
2
ps ()d ps ( f )df
RBmax =nRB，无码间串扰
6-17. 某二进制数字基带系统所传送的是单极性基带信号，且数 字信息“1”和“0”的出现概率相等。
(1)若数字信息为“1”时，接收滤波器输出信号在抽样判决时刻 的值A=1(V)，且接收滤波器输出噪声是均值为0、均方根值为 0.2(V)的高斯噪声，试求这时的误码率Pe。
0
其他
对其进行傅里叶变化可得时域表达式为：
hc t
1 2π
Hc
ωe
jt dt
103
Sa 2
103 πt
从冲激响应函数的图形可知
1 传输函数(c)的冲激响应的尾巴以 t 2 的速度衰减
在实际应用中，传输函数(c)是比较容易实现的
通过以上的综合比较，可知传输函数(c)较优。
6-14 设某基带系统的频率特性 H () 为余弦滚降频谱，传
间串扰传输，则系统的传输特性应该满足：
H
ω
i
H
ω
4π
TB
i
C
0
ω 2π
TB
ω 2π
TB
H 1
4π
-
TB
2π - 0 π 2π
TB TB
TB T B
4π
TB
T 当
ω
2π
B
通信原理第六章 答案
通信原理辅导及习题解析（第六版）第6章数字基带传输系统本章知识结构及内容小结[本章知识结构]图6－1 第6章知识结构框图[知识要点与考点]1．数字基带信号（1）数字基带信号波形基本的数字基带信号波形有单、双极性不归零波形，单、双极性归零波形、差分波形与多电平波形。
（2）数字基带信号的数学表达式 ①()()nsn s t a g t nT ∞=-∞=-∑式中，()s t 为单极性时，n a 取0或＋1；()s t 为双极性时，n a 取＋1或－1。
()g t 可取矩形 ②()()nn s t s t ∞=-∞=∑（3）数字基带信号的功率谱密度[]212212()(1)()()()(1)()()s s s s s s m P f f P P G f G f f PG mf P G mf f mf δ∞=-∞=--++--∑① 二进制数字基带信号的功率谱密度可能包含连续谱与离散谱。
其中，连续谱总是存在，根据连续谱确定信号带宽；在双极性等概信号时，离散谱不存在，根据离散谱确定直流分量与定时分量； ② 二进制不归零基带信号的带宽为s f （1/s s f T =）；二进制归零基带信号的带宽为1/τ。
2．常用传输码型常用传输码型有三电平码（AMI 码、HDB3码）与二电平码（双相码、差分双相码、密勒码、CMI 码、块编码）。
其中，AMI 码与HDB3码需要重点掌握。
（1）AMI 码将消息码的“1”(传号)交替地变换为“+1”和“－1”，而“0”(空号)保持不变。
（2）HDB3码 ① 编码规则：当连0数目不超过3个时，同AMI 码；连0数目超过3时，将每4个连“0”化作一小节，定义为B00V ；V 与前一个相邻的非0脉冲极性相同，相邻的V 码之间极性交替。
V 的取值为+1或-1；B 的取值可选0、+1或-1；V 码后面的传号码极性也要交替。
② 译码规则：寻找破坏脉冲V 码，即寻找两个相邻的同极性码，后一个码为V 码；V 码与其之前的3个码一起为4个连0码；将所有-1变成+1后便得到原消息代码。
通信原理第六章
a b c d e f
图6-11 2FSK信号的过零检测法
《通信原理课件》
6.2.3 二进制相移键控（2PSK）和 二进制差分移相键控（2DPSK）
相移键控是利用载波相位的变化来传递 数字信息，通常可以分为绝对相移键控 （2PSK）和相对相移键控（2DPSK）两 种方式，下面分别讨论。
x(t) 1 2
a n1c (t)a n2c (t) n1s (t)n2s (t)
（6.3-49）
x(t) 经抽样后的判决准则为： x(t) 的抽样值 x 大于 0 时，判为“1”
码是正确判决； x 小于 0 时，判为“0”码是错误判决。
经分析求得将“1”码错判为“0”码的条件概率 Pe1 为
《通信原理课件》
《通信原理课件》
[例6.3.1]
《通信原理课件》
《通信原理课件》
6.3.2 2FSK的抗噪声性能
《通信原理课件》
《通信原理课件》
1、相干解调性能
大信噪比 r 1条件下，有
Pe
1 er/2
2 r
（6.3-39）
式中，
r
a2
/
2
2 n
。
2、非相干解调性能
2FSK 非相干接收系统的总误码率为
Pe P(1)Pe1 P(0)Pe0 1 er / 2 2
式中，
r
a2
/
2
2 n
。
（6.3-44）
《通信原理课件》
[例6.3.2]
《通信原理课件》
《通信原理课件》
《通信原理课件》
6.3.3 2PSK和2DPSK的抗噪声性能
《通信原理课件》
《通信原理课件》
通信原理第六版课后思考题答案
第一章绪论1.1以无线广播和电视为例，说明图1-1模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波1.2何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的1.3何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点：1.抗干扰能力强；2.传输差错可以控制；3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化；5.设备便于集成化、微机化。
数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。
设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低；6.便于构成综合数字网和综合业务数字网。
采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。
另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。
一路模拟电话的频带为4KHZ带宽，一路数字电话约占64KHZ。
1.4数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4所示。
其中信源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。
樊昌信《通信原理》(第7版)章节题库(数字基带传输系统)【圣才出品】
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【答案】
【解析】设定初始电平为 0，则由编码规则知编码后的波形为 00101110，编码器的实 现可将输入序列位取反然后与前一输出结果相与。
判决门限电平应该调低，以降低整体的误码率。
9．噪声容限越大，系统的抗噪声性能______。 【答案】越好
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【解析】噪声容限越大，系统对于接收码元错误判决的次数越少，误码率低，系统的抗 噪声性能越好。
10．衡量均衡效果的两个准则是______和______准则。 【答案】峰值畸变；均方畸变 【解析】有限长的均衡器可以减小 ISI（码间串扰），但不能完全消除码间串扰，其均衡 效果可用峰值失真（畸变）和均方失真（畸变）两个准则来衡量。
11．在数字基带传输系统中，插入横向滤波器的目的是______。 【答案】减小码间串扰 【解析】横向滤波器的功能是利用它产生的无限多个响应波形之和，将接收滤波器输出 端抽样时刻上有码间串扰的响应波形变换成抽样时刻上无码间串扰的响应波形，从而减小码 间串扰。
12．采用时域均衡的目的是______。 【答案】降低码间串扰 【解析】时域均衡是将均衡器输入端有码间串扰的波形变换成无码间串扰的响应波形， 能够有效地减小码间串扰。
3．设二进制信码序列的码速率为 1200Baud，则数字双相码的谱零点带宽为______。
【答案】B＝2400Hz
【解析】双相码以双极性 NRZ
波形传输，所占用的带宽加倍，B
《通信原理》第六章 数字基带传输常用规律和技巧
1第一部分AMI码与HDB3码对传输用的基带信号的主要要求:对代码的要求：原始消息代码必须编成适合于传输用的码型；对所选码型的电波形要求：电波形应适合于基带系统的传输。
1. AMI码（传号交替反转码）编码规则：传号(“1”)极性交替，空号(“0”)不变。
例：信码{an}： 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 AMI: +1 0 -1 0 0 +1 0 0 0 0 0 -1 0 +1特点：（1）无直流分量和仅有小的低频分量；（2）二电平→三电平－－1B/1T码(一个二进制符号变换成一个三进制符号所构成的码)；（3）易于检错；（4）编、译码简单；（5）当出现长的连0串时，不利于定时信息的提取。
1.00.5s2. HDB3码编码规则：（1）当连“0”个数不超过3时，仍按AMI码的规则编，即传号极性交替；（2）当连“0”个数超过3时，4个连“0”为一组，当该组四连“0”与其前一组四连“0”之间有奇数个传号码，用000V取代该组四连“0”。
V 极性与其前非零码极性一致，V本身满足极性交替；（3）当该组四连“0”与其前一组四连“0”之间有偶数个（包括0个）传号码，用B00V取代该组四连“0”。
B极性与其前一非零码极性相反，V极性与B极性一致，V本身满足极性交替；例如：1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1HDB3 +V -1 +1 -B 0 0 -V +1 -1 +1 0 0 0 +v 0 +1 译码：凡遇到-1 0 0 0 -1+1 0 0 0 +1+1 0 0 +1-1 0 0 -1译成：＊0 0 0 0例：HDB3：0 +1 0 0 0 +1 -1+1 -1 0 0 -1 0 +1 0 -1代码：0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1特点:1）无直流分量、低频分量小；2）连0串不会超过3个，对定时信号的恢复十分有利；3）编码复杂，译码简单。
华东理工大学《通信原理》题解-第6章
6-18 某二进制数字基带系统所传送的是单极性基带信号，且数字信息 “1”“0”等概出现， （1）若数字信息为“1”时，接收滤波器输出信号转抽样判决时刻的值 A=1（v），且接收滤波器输出噪声是均值为0、均方根值为0.2（v）的 高斯噪声，试求这时的误码率Pe； （2）若要求误码率Pe不大于10-5，试确定A应该为多少
HDB3码
6-12 设某数字基带系统的传输特性H(w)如图所示，其中a为 某个常数（0<=a<=1):
(1)试验证该系统能否实现无码间串扰的条件； (2)试求该系统的最高码元传输速率为多大，此时的系统频
带利用率为多少。
H(w)
1
0.5
-w0
0
w0
w
aw0 aw0
aw0 aw0
解：根据奈奎斯特第一准则， （1）当RB=w0/π时，系统可实现无码间干扰传输。 （2）系统最大码元传输率RB=wo/πBaud，而系统带宽为
00 11
6-3 设二进制随机序列中的“0”和“1”分别由g（t）和－g （t）组成，它们的出现概率分别为P及（1－P）： （1）求其功率谱密度及功率； （2）若g（t）为如下图（a）所示波形，Ts为码元宽度，问 该序列是否存在离散分量fs＝1/Ts？ （3）若g（t）改为如下图（b），重新回答问题（2）。
（2）对b，带宽 Rb 103 Hz ，而其传输速率为RB=1000Bd， 所以其频带利用率为 b RB / Bb 1Baud / Hz
（3）对c，带宽 Rc 103 Hz ，而其传输速率为RB=1000Bd,所 以其频带利用率为 b RB / Bc 1Baud / Hz
华东理工大学《通信原理》题解-第6章
4 f s P1 P G f df f s 2 P 1
Gm f
s
2
(2) 由题意有，g(t)=rect(t/Ts) 其傅立叶变换 G( f ) Ts Sa(Ts f ) G( f s ) Ts sin / 0 所以，不存在离散分量fs
6-3 （续） （3）由题意有， g(t)=rect(2t/Ts) 其傅立叶变换为
Ts Ts f G ( f ) Sa ( ) 2 2
所以
2 2
Ts G( f s ) 2
2
sin
2 Ts
2
Pv ( f ) 2 f s (2 P 1) G ( f s ) ( f f s ) 2(2 P 1) 2 ( f fs ) 0 2
解： （1）对单极性基带系统，当传送“1”“0”等概时，最佳判决 门限Vd=A/2=0.5，系统总误码率为
A 1 1 1 erfc Pe erfc 2 2 2 0.2 2 2 n 2
1 1 Pe 1 - erf 6.610-3 2 2 2 0.2
g(t) g(t)
-Ts/2
0 (b)
Ts/4
t
6-3 (续） 解： （1）对双极性波形，它的功率谱密度为
Ps 4 f s G f P1 P
2 m - s s
2P -1）Gm f f m f f（
四电平
10
6-3 设二进制随机序列中的“0”和“1”分别由g（t）和－g （t）组成，它们的出现概率分别为P及（1－P）： （1）求其功率谱密度及功率； （2）若g（t）为如下图（a）所示波形，Ts为码元宽度，问 该序列是否存在离散分量fs＝1/Ts？ （3）若g（t）改为如下图（b），重新回答问题（2）。
樊昌信《通信原理》(第7版)课后习题(数字基带传输系统)【圣才出品】
第6章数字基带传输系统思考题6-1 数字基带传输系统的基本结构及各部分的功能如何？答：（1）数字基带传输系统的基本结构：数字基带传输系统由发送滤波器、信道、接收滤波器、抽样判决器及定时和同步系统构成。
如图6-1所示。
图6-1（2）数字基带传输系统的各部分功能：①发送滤波器（信道信号形成器）产生适合于信道传输的基带信号波形；②信道是指允许基带信号通过的媒质，通常为有线信道，如双绞线、同轴电缆等；③接收滤波器接收信号，尽可能滤除信道噪声和其它干扰，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定时和同步系统为抽样判决器提供准确的抽样时钟。
6-2 数字基带信号有哪些常用的形式？它们各有什么特点？它们的时域表示式如何？答：（1）数字基带信号常见形式：单极性波形，双极性波形，单极性归零波形，双极性归零波形，差分波形和多电平波形。
（2）各自特点：①单极性波：电脉冲之间无间隔，极性单一，易于用TTL,CMOS电路产生，缺点是有直流分量，要求传输线路具有直流传输能力，因而不适用与有交流耦合的远距离传输，只适用于近距离传输。
②双极性波形：正负电平幅度相等，极性相反，故1和0等概率出现时无直流分量，有利于在信道中传输，并且在接收端恢复信号的判决电平为零，不受信道特性变化影响，抗干扰能力强。
③单极性归零波形：电脉冲宽度小于码元宽度，信号电压在一个码元终止时刻前总要回到零电平。
从单极性归零波形中可以直接提取定时信息。
④双极性归零波形：兼有双极性和归零波形的特点。
相邻脉冲之间存在零电位间隔，接收端很容易识别码元起止时刻，从而使收发双方保持正确的位同步。
⑤差分波形：可以消除设备初始状态的影响，特别是在相位调制系统中可以解决载波相位模糊的问题。
⑥多电平波形：一个脉冲对应多个二进制码，提高了频带利用率。
在波特率相同的情况下，可以提高信息传输速率。
《通信原理第6版》樊昌信版第6章数字基带传输系统1汇总74页文档
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
END
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数字基带信号及其频谱特性 基带传输常用码型 基带传输系统模型与码间干扰 无码间干扰的基带传输特性 部分响应系统 无码间干扰基带系统的抗噪声性能 眼图
1
6.1 引言
信源
波形 或数据
信宿
信源 信道 脉冲 带通 编码 编码 调制 调制
bn
比特流
bˆn
s (t )
数字基 带信号
数字带 通信号
15
HDB3码
• 有检错能力 • 无直流分量 • 解决了连“0”时位定时信息提取困难 • B码和V码各自保持极性交替变化，以确保无直流分量 • （欧洲系列）A律PCM一、二、三次群接口码型
16
PST码（成对选择三进码）
编码方法：将二进制的代码划分成2个码元为一组
的码组序列，然后再把每一码组编程两个三进制数
r (t )
信源 译码
信道 译码
检测
解调
数字通信系统一般模型
信道
干扰 与噪声
2
数字基带信号产生模型
{bn} 线路 {an} 窄脉冲
编码
生成器
g(t) G() 波形成形 s(t) 滤波器
脉冲调制
an (t nTs )
线路编码：改变输入数字信号的码型，使其适合于信道传输， 如将含直流的单极性转为不含直流的双极性码
波形成形：改变输入信号的 波形，使波形平滑，更适合信道 传输
3
g(t)
bn
t Tb
1 11
an +1 +1 +1
an (t nTs )
01 0 0 1 -1 +1 -1 -1 +1
A
s (t )
-A
4
g(t)
t Tb
bn 1 1 1 0 an +1 +1 +1 -1
RZ
A
(单极性）
0
t
Tb 2Tb 3Tb 4Tb 5Tb 6Tb
•占空比：/Tb
•可直接提取位定时信息，是其它信号提取同步信号需 要的一种过渡码型
9
双极性归零
11 0
RZ
A
(双极性）
1 01
0
t
-A
Tb 2Tb 3Tb 4Tb 5Tb 6Tb
• 占空比：/Tb
• 相邻脉冲间必有零电位区域存在。因此，接收端容易识 别出每个码元的起止时刻，使收发双方保持正确的位同步。
AMI
01
-1
0
1
00
-1
二进制数据 0
1
1
0100
1
信号 波形
Tb
2Tb 3Tb 4Tb 5Tb 6Tb 7Tb
13
传号交替反转码（AMI）
• 有检测错误的能力：传号交替反转的规则 • 无直流分量，低频分量较小 • 将其经过全波整流变为单极性归0码，就可以提取位定时 信息。 • 当出现长零时，提取位定时信息困难，解决办法是采用 HDB3码。 • （北美系列）PCM一、二、三次群接口码型
14
HDB3码（三阶高密度双极性码）
AMI码改进型，保持AMI码的优点克服其缺点 编码规则：
• 检查消息码中连“0”的个数； • 连“0”数目超过3时，定义为B00V， • V与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同，且要
求相邻V码极性交替。 • 当不满足上述条件时，用B调节； • V码后面的传号码极性需交替；
an (t nTs )
cA
s (t )
0 Tb 2Tb 3Tb 4Tb 5Tb 6Tb
基带传输的两个 问题： •传输码型的选择 •基带脉冲的选择
t
5
6.2 数字基带信号及常用码型
传输码（线路码）型的设计原则
能从其相应的基带信号中获取定时信息 相应的基带信号无直流成分和只有很小的低频成分； 不受信息源统计特性的影响； 功率谱主瓣宽度窄，节省传输带宽； 具有内在的检错能力； 编译码简单，降低通信延时和成本；
基带脉冲的选择—所选码型电波形的选择
（为方便起见，下面在介绍常用的码形时脉冲的波形我们都采用方波表 示。当然，脉冲的波形可以是方波，升余弦、三角波等。）
6
单极性不归零
1 1 01 01
NRZ
A
(单极性）
0
t
Tb 2Tb 3Tb 4Tb 5Tb 6Tb
–有丰富的低频乃至直流分量，不适应交流耦合的远距离传输，仅
10
差分码
NRZ(M)：传号差分，1——相邻码元电平极性改变；
0——相邻码元电平极性不改变
1 1 01 01
NRZ(M)
A
(单极性）
0
t
Tb 2Tb 3Tb 4Tb 5Tb 6Tb
NRZ(S)：空号差分，1——相邻码元电平极性不改变；
NRZ(S) (单极性）
0——相邻码元电平极性改变
A1
1
01 01
1——正负脉冲表示（10） 或 0——正负脉冲表示（10） 0——负正脉冲表示（01） 1——负正脉冲表示（01）
曼彻斯特码 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0
二进制数据
1
1
1
01
0
信号波形
Tb
2Tb
3Tb 4Tb
5Tb 6Tb
18
• 仅有两个电平； • 无直流，正负电平各占一半； • 有位定时信息，每个码元中心均存在电平跳变； • 00 11是禁用码组，这样就不会出现3个或更多的连 码，因此，可实现宏观检错。这个优点是用频带加倍 来换取的； • 需要的带宽要宽些； • 常用于本地局域网中；
字。
原代码 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0
原代码 00 01
+模式 -+ 0+
-模式 -+ 0-
0 +-++- -0 +0+- -+ 0 --++- +0 -0+- -+
10
+0
-0
11
+-
+-
·足够的定时分量； ·无直流成分； ·需提供分组信息，
建立帧同步；
17
双相码（曼彻斯特码）
1 1 01 01
NRZ
A
(双极性）
0
t
Tb 2Tb 3Tb 4Tb 5Tb 6Tb
-A
无直流（PO=P1） 可在不需要接地的电缆中传输 判决电平0，最佳判决门限 出现长“0”或长“1”时，不能提取位定时信息 CCITT的V系列接口标准或RS-232接口标准
8
单极性归零
1 1 0 1 0 1
适用于计算机内部或近距传输
–出现长“0”或长“1”时，电平固定不变，不能提取位定时信息
–每个“1”和“0”相互独立，无错误检测能力
–单极性码传输时需要信道一端接地，不能用两根芯线均不接地的 电缆传输
–接收单极性码，判决电平A/2，信道衰减，不存在最佳判决电平
–易于用TTL、CMOS电路产生
7
双极性不归零
0 Tb 2Tb 3Tb 4Tb 5Tb 6Tb
t
11
多元码
•多个二进制符号对应一个脉冲码元波形
•与二元码传输相比，在波特率相同（带宽相同）的情况下， 多元码的比特率是二元码的log2M倍。
11
+3A
10 10 +A
01
-A
01 01
-3A
00
4电平波形
12
传号交替反转码（AMI）
1——交替的用+1，-1的归零码表示 0——用0电平表示