通信原理第四章(数字基带传输系统)习的题目及其问题解释

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通信原理第四章
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作:曹丽娜
信道的定义
通信系统中的信道是指发送设备到接收设备之间信号传 输的通道,是通信系统的重要组成部分
本章内容:
第4章 信道
信道分类 信道模型 恒参/随参信道特性对信号传输的影响 信道噪声 信道容量
按照传输媒介的不同
概述
信道的定义与分类
无线信道 ——自由空间或大气层 有线信道 ——明线、电缆、光纤
有线信道
信道频带在几百MHz至1GHz左右 主要应用: 长途通信干线,有线电视等
基带同轴电缆:
50Ω,多用于数字基带传输 速率可达10Mb/s 传输距离<几千米
宽带(射频)同轴电缆:
75Ω,用于传输模拟信号 多用于有线电视(CATV)系统 传输距离可达几十千米
有线信道
光纤
有线信道
按照系统模型中研究对象的不同:

调制信道
码 器
——研究调制/解调问题
调 制 器
发 转 换 器
媒 质
收 转 换 器
解 调 器
译 码 器
编码信道
——研究编码/译码问题 恒参信道
按照信道中冲击响 应是否随时间变化
——特性参数变化缓慢,视为恒定值 随参信道
——特性参数随时间变化
§4.1
无线信道
光作为一种特殊的电磁波, 在人造介质(光纤)中传播, 实现大容量,高可靠性的通信 主要应用:
电信网和移动网的骨干网
单模阶跃折射率光纤
光纤结构示意图
优点
缺点 应用
有线信道
§4.3
信道数学模型
按照系统模型中研究对象的不同:
调制信道 ——研究调制/解调问题 编码信道 ——研究编码/译码问题

通信原理简答题及答案

通信原理简答题及答案

通信原理简答题及答案第一章绪论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。

通信原理课件第四章 数字信号的基带传输

通信原理课件第四章 数字信号的基带传输
和零电平,或负电平和零电平。在表示一个码元时,电压均无需回到零,故称不归零 码。它有如下特点。
(1) 发送能量大,有利于提高接收端信噪比; (2) 在信道上占用频带较窄; (3) 有直流分量,将导致信号的失真与畸变;且由于直流分量的存在,无法 使用一些交流耦合的线路和设备; (4) 不能直接提取位同步信息; (5) 接收单极性NRZ码的判决电平应取“1”码电平的一半。
11
6. 交替极性(AMI)码 AMI是交替极性(Alternate Mark Inversion)码。这种码名称较多,如双极方 式码、平衡对称码、信号交替反转码等。 此方式是单极性方式的变形, 即把单 极性方式中的“0”码仍与零电平对应,而“1”码对应发送极性交替的正、负电 平, 如图6 - 1(f)所示。这种码型实际上把二进制脉冲序列变为三电平的符号序 列(故叫伪三元序列), 其优点如下: (1) 在“1”、“0”码不等概率情况下,也无直流成分, 且零频附近低频分 量小。因此,对具有变压器或其他交流耦合的传输信道来说,不易受隔直特性影 响。
3
4.1.1 数字基带信号的常用码型
传输码型的选择,主要考虑以下几点: (1) 码型中低频、 高频分量尽量少; (2) 码型中应包含定时信息, 以便定时提取; (3) 码型变换设备要简单可靠; (4) 码型具有一定检错能力,若传输码型有一定的规律性,则就可根据这一规 律性来检测传输质量,以便做到自动监测。
9
4) 双极性归零(RZ)码 双极性归零码构成原理与单极性归零码相同,如图6 - 1(d)所示。 “1”和“0” 在传输线路上分别用正和负脉冲表示, 且相邻脉冲间必有零电平区域存在。因此, 在接收端根据接收波形归于零电平便知道1比特信息已接收完毕, 以便准备下一比 特信息的接收。所以,在发送端不必按一定的周期发送信息。 可以认为正负脉冲 前沿起了启动信号的作用,后沿起了终止信号的作用, 因此,可以经常保持正确的 比特同步。 即收发之间无需特别定时,且各符号独立地构成起止方式, 此方式也 叫自同步方式。此外,双极性归零码也具有双极性不归零码的抗干扰能力强及码中 不含直流成分的优点。双极性归零码得到了比较广泛的应用。

通信原理第四章习题及其答案

通信原理第四章习题及其答案

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1s 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1s f T =否?【答案4-2】1)随机二进制序列的双边功率谱密度为221212()(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:2222()4(1)()(12)()()s s ss 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222222221()2 [4(1)()(12)()()] 4(1)()(12)()() 4(1)()(12)()s s s s s m s s s s m s ss 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 dff P P G f df f P G mf ωωπδδ∞∞∞∞∞=-∞∞∞∞∞∞=-∞∞∞∞=-∞==-+--=-+--=-+-⎰∑⎰∑⎰⎰∑⎰-----2)当基带脉冲波形()g t 为1 (){20 else sTt g t t ≤=()g t 的付式变换()G f 为()()s s G f T Sa T f π=因此sin ()()0s s s s sG f T Sa T f T πππ===式中:1s s f T =。

通信原理实验 数字基带传输系统 matlab-概述说明以及解释

通信原理实验 数字基带传输系统 matlab-概述说明以及解释

通信原理实验数字基带传输系统matlab-概述说明以及解释1.引言概述部分的内容可以如下所示:1.1 概述在现代通信领域中,数字基带传输系统是一种重要的通信技术,用于在信号传输中将模拟信号转换为数字信号,并进行传输和接收。

本文将介绍关于通信原理实验中数字基带传输系统的实验内容以及利用MATLAB 进行实验的应用。

数字基带传输系统是一种将模拟信号转换为数字信号的技术,它通过将连续时间信号进行采样和量化处理,并使用调制技术将数字信号转换为模拟信号。

这种技术在现代通信系统中得到了广泛应用,例如无线通信、有线通信、数据传输等。

本文主要介绍了通信原理实验中数字基带传输系统的相关内容。

在实验中,我们将学习数字基带传输系统的基本原理和工作流程,了解信号的采样、量化和调制技术等关键概念。

同时,我们将探索MATLAB在通信原理实验中的应用,利用MATLAB软件进行数字信号处理、调制解调器设计和性能评估等实验内容。

在深入了解数字基带传输系统的基本原理和工作流程之后,我们将通过实验结果总结,分析实验中各个环节的性能指标和优劣。

同时,我们还将对数字基带传输系统的未来发展进行展望,探讨其在通信领域的应用前景和发展方向。

通过本文的学习,读者将能够更好地理解数字基带传输系统在通信原理实验中的应用,了解MATLAB在数字信号处理和调制解调器设计方面的功能和优势。

这将有助于读者更好地掌握数字基带传输系统的原理和实现,为通信技术的发展和应用提供有力支持。

文章结构是指文章整体的组织框架,它决定了文章的逻辑顺序和内容安排。

本文将分为引言、正文和结论三个部分。

具体的文章结构如下:引言部分(Chapter 1):概述、文章结构和目的1.1 概述在本章中,我们将介绍通信原理实验中的数字基带传输系统,并重点介绍MATLAB在通信原理实验中的应用。

数字基带传输系统是现代通信领域中的重要课题之一,它在各种无线通信系统中起着关键作用。

1.2 文章结构本文将分为引言、正文和结论三个部分。

通信原理第4章 数字基带传输

通信原理第4章 数字基带传输
1)对两个外层电平
Prn VT1 an 0 Prn ys0 yA ys ys0
.
69
4.4 *多元信号的接收 方法与误码分析
.
70
4.4 *多元信号的接收方法与误码分析
.
71
4.4 *多元信号的接收方法与误码分析
.
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4.4 *多元信号的接收方法与误码分析
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73
4.4 *多元信号的接收方法与误码分析
在等概条件下,最佳门限为:
VT1 ys1ys0 /2ys0yAys1yA
t0的取值问题 设 S(t) t[0,T]
S ( t 0 t ) 0 t 0 t T t 0 T t t 0 考虑滤波器的物理可实现问题
h ( t ) S ( t 0 t ) 0 t 0 T T t 0
考虑最小延时,取 t 0 T
h (t) S (T t)t [0 ,T ]
.
2
4.1 二元与多元数字 基带信号
.
3
4.1 二元与多元数字基带信号
.
4
4.1 二元与多元数字基带信号
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5
4.1 二元与多元数字基带信号
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4.1 二元与多元数字基带信号
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4.1 二元与多元数字基带信号
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8
4.1 二元与多元数字基带信号
.
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4.1 二元与多元数字基带信号
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10
4.1 二元与多元数字基带信号
P ys ys1 fn( r ys1 )dr
.
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4.3 二元信号的接收方法与误码分析
.
47
4.3 二元信号的接收方法与误码分析
.
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通信原理-第4章-数字基带传输系统概要

通信原理-第4章-数字基带传输系统概要

译码规则:只要找到二个同极性的非“ 0‖ 符号, 则后者必为V,由此可将V和它前面的3个符号恢复成4 个连“0‖符号,再将所有–1变成+1就是原码。 HDB3 码保持了 AMI 码的优点,克服了 AMI 码在长串 “ 0 ‖ 时不能反映码定时信息的缺点,使位定时信号 容易提取。
3、码型设计原则
① 对于传输频带低端受限的信道,一般来说线路 传输码型的频谱中应不含直流分量。 ② 尽量减少基带信号频谱中的高频分量,以便节 省传输频带和减小串扰。
③ 信号抗噪声能力强,波型间相关性越小越好。 产生误码时,在译码中不产生误码的扩散或误差的增 值,如果有,也希望越小越好。 ④ 便于从信号中提取定时信息;若采用分组形式 传输时,不但要从基带信号中提取位定时信息,而且 要便于提取分组同步信息。
数字终端
消息
数字调制
数字基带信号
数字频带信号 ASK/FSK/PSK信号
对比:数字基带信号 举例:PCM、ΔM信号
特点:信号含丰富的低频分量,甚至直流分量。
二、什么是数字基带传输系统? (1)含义:不使用调制解调器而直接传输数字 基带信号的通信系统。如利用电传机在市内进行电 报通信、利用中继方式长距离传输PCM信号等。 (2)数字基带传输系统的基本结构(模型):
3、三元码
所谓三元码是利用信号幅度取值+ 1 , 0 ,- 1 来表示二进制数字“ 1” 和“ 0” ,而不是将二进制 数变为三进制数。因此,这种码又称为“准三元 码”或“伪三元码”。 三元码的种类很多,被广泛地用作脉冲编码调 制的线路传输码型。
AMI码、HDB3码是2种最常用的三元码。。
1)极性交替转换码(AMI码 )
2 、 1B2B码
1)双相码(Digital Diphase Code )

通信原理第4章例题1

通信原理第4章例题1
1、已知信息码为 110000 110000 11,求相应的
AMI 码、HDB3码?
2、已知信息码为 101 000 000 000 11,求相应的 AMI 码、HDB3码?
3、单极性归零码占空比为50%,如果脉冲宽度为
5ms,求码元速率? 4、已知消息代码为 1110 0101 ,求其相对码并画 出它的单极性不归零码波形。
1000baudbaudhz6在带宽为2400hz的某低通型信道上进行基带传输当基带传输特性分别为理想低通50余弦滚降及100余弦滚降时其无码间干扰传输的最高码元速率及频带利用率分别baudbaudhz320010某基带传输系统具有滚降系数为035的升余弦滚降传输特性若系统传输十六进制码元码元速率为1200b求该系统的信息传输速率系统的带宽和频带利用107在数字通信中眼图是用实验的方法观察对系统性能的影响从而对系统的传输特性进行评估和调整
5、数字基带传输系统的组成?
6、什么是码间干扰?它是怎么产生的?
7、无码间干扰的时域、频域条件? 8、什么是眼图,眼图的作用是什么? 9、部分响应系统的优点、缺点?
1、已知某信道的截止频率为1600Hz,其
滚降系数为 1
(1)为了得到无干扰的信息接收,系统最
大码元传输速率为多少?
(2)接收机采用什么样的时间间隔抽样,
对输入序列进行预编码是为了防止_________。
频带利用率 误码扩散 冲激响应尾巴衰减大、收敛快
9、在数字通信系统中,接收端采用均衡器的 目的是为了补偿信道特性的不理想,从而减小
_____________,衡量均衡效果的两个准则是 _____________ 。
码间干扰 峰值畸变与均方畸变
1、某调制系统如图所示,为了在输出端同时分别

通信原理[张会生]课后习题答案解析

通信原理[张会生]课后习题答案解析

通信原理[张会⽣]课后习题答案解析思考题1-1 什么是通信?常见的通信⽅式有哪些?1-2 通信系统是如何分类的?1-3 何谓数字通信?数字通信的优缺点是什么?1-4 试画出模拟通信系统的模型,并简要说明各部分的作⽤。

1-5 试画出数字通信系统的⼀般模型,并简要说明各部分的作⽤。

1-6 衡量通信系统的主要性能指标是什么?对于数字通信具体⽤什么来表述?1-7 何谓码元速率?何谓信息速率?它们之间的关系如何?习题1-1 设英⽂字母E出现的概率=0.105,X出现的概率为=0.002,试求E和X的信息量各为多少?1-2 某信源的符号集由A、B、C、D、E、F组成,设每个符号独⽴出现,其概率分别为1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4,试求该信息源输出符号的平均信息量。

1-3 设⼀数字传输系统传送⼆进制信号,码元速率RB2=2400B,试求该系统的信息速率Rb2=?若该系统改为传送16进制信号,码元速率不变,则此时的系统信息速率为多少?1-4 已知某数字传输系统传送⼋进制信号,信息速率为3600b/s,试问码元速率应为多少?1-5 已知⼆进制信号的传输速率为4800b/s,试问变换成四进制和⼋进制数字信号时的传输速率各为多少(码元速率不变)?1-6 已知某系统的码元速率为3600kB,接收端在l⼩时内共收到1296个错误码元,试求系统的误码率=?1-7 已知某四进制数字信号传输系统的信息速率为2400b/s,接收端在0.5⼩时内共收到216个错误码元,试计算该系统=?l-8 在强⼲扰环境下,某电台在5分钟内共接收到正确信息量为355Mb,假定系统信息速率为1200kb/s。

(l)试问系统误信率=?(2)若具体指出系统所传数字信号为四进制信号,值是否改变?为什么?(3)若假定信号为四进制信号,系统传输速率为1200kB,则=?习题答案第⼀章习题答案1-1 解:1-2 解:1-3 解:1-4 解:1-5 解:1-6 解:1-7 解:1-8 解:思考题2-1 什么是狭义信道?什么是⼴义信道?(答案)2-2 在⼴义信道中,什么是调制信道?什么是编码信道?2-3 试画出调制信道模型和⼆进制⽆记忆编码信道模型。

通信原理第4章数字信号基带传输系统PPT课件

通信原理第4章数字信号基带传输系统PPT课件

(4.3 - 1)
an
------ 第n个信息符号所对应的电平值(0、1 或-1、1等) ,由信码和编码规律决定;
T B ---- 码元间隔; g(t) ---- 某种基本码元脉冲波形;
第5章 数字基带传输
18
4.1.4 基带信号的功率谱计算
实际中遇到的数字基带信号多是一个随机脉 冲序列。若用g0(t)、g1(t)分别表示符号0和1 单极性信号g0(t)=0、g1(t)=g(t) 双极性信号g0(t)=-g(t)、g1(t)=g(t)
数字基带信号是从计算机中直接产生的,未经 任何处理的二进制(或多进制)的脉冲序列信号。
基带信号往往包含丰富的低频分量,甚至直流 分量。
例如:
计算机输出的二进制序列
电传机输出的代码 PCM码组,ΔM序列
第5章 数字基带传输
4
4.1.1 基带传输系统模型
1、数字数字基带传输:
数字基带传输是在具有低通特性的有线信道 中,特别是传输距离不太远的情况下,直接传 输基带信号。
第5章 数字基带传输
25
4.1.4 基带信号的功率谱计算
(2)交变波
uT (t) sT (t) vT(t)
N
uT (t) un (t) nN
u n ( t ) a n g 0 ( t n T B ) g 1 ( t n T B ) (4.3 - 8)
其 中 : an 1 PP ,, 出 出 现 现 概 概 率 率 为 为 1 P P
有利于提高系统的频带利用率。基带信号的 编码应尽量使频带压缩,使编码后所使用的 数字信号的速率尽量低。
尽量减少直流、甚低频及高频分量。(基带传 输系统中有时有隔直流的变压器耦合,不利于 直流、甚低频分量的传输,在传输中会丢失, 接收时产生波形失真;过多高频分量会引起话 路之间的“串话”。

通信原理(第七版)思考题及答案

通信原理(第七版)思考题及答案

第一章绪论1.以无线广播和电视为例,说明图1-3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。

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。

现代信系统原理第4章 数字基带传输系统 45页PPT文档

现代信系统原理第4章 数字基带传输系统 45页PPT文档

第4章 数字基带传输系统
4.3.1 理想基带传输系统 理想基带传输系统的传输特性具有理想
低通特性,其传输函数为:
H() 10(或常数 ) bb//22
相应的时域表达式为:
h t2 B(S 2 B a )tB 2 b 2f2 b
13.08.2019
现代通信系统原理 24
基带传输系统的数学模型如图所示:
发送
传输
接收
滤波器
信道
滤波器
{ak } G (ω) T
C(ω) +
G (ω) R
抽 样 {ak }
判决
d (t)
y(t)
d (t )
n(t)
位同步
发送滤波器输入信号可以表示为:
13.08.2019

d(t) ak(tkTb)
k 现代通信系统原理 18
t
(a)
13.08.2019
0 t0 t0 Tb t0 2T统
考虑到实际应用时,定时判决时刻不一 定非常准确,这样的尾巴拖得太长,当定时 不准时,任一个码元都要对后面好几个码元 产生串扰,或者说后面任一个码元都要受到 前面几个码元的串扰。因此对系统还要求适 当衰减快一些,即尾巴不要拖得太长。
-E
13.08.2019
( h( CMI(
现代通信系统原理 4
第4章 数字基带传输系统
1. 单极性非归零(NRZ)码 二进制符号“1”和“0”分别对应正电平
和零电平,在整个码元持续时间电平保持不 变。
单极性NRZ码的主要特点: (1)有直流分量,无法使用一些交流耦 合的线路和设备; (2)不能直接提取位同步信息; (3)抗噪性能差; 13.08.2019 (4)传输时需一端接地。 现代通信系统原理 5

现代通信系统原理第4章 数字基带传输系统PPT课件

现代通信系统原理第4章 数字基带传输系统PPT课件

02.08.2020
现代通信系统原理 4
第4章 数字基带传输系统
4.1 数字基带信号码型
4.1.1 数字基带信号的码型设计原则 数字基带信号:就是消息代码的电脉冲表示――电波形。 问题:在实际基带传输系统中,并非所有的原始数字基带信号 都能在信道中传输,例如:
●含有丰富直流和低频成分的基带信号就不适宜在信道 中传输,因为它有可能造成信号严重畸变;
02.08.2020
ห้องสมุดไป่ตู้
现代通信系统原理 9
第4章 数字基带传输系统
3. 单极性归零(RZ)波形
归零:τ<Ts--有电脉冲宽度比码元宽度窄,每个脉冲都回到 零电位。
10100110
E
0 特点:
① 有直流分量。 ② 波形之间有间隔,码间干扰小。 ③ 可直接提取同步信息,但信号能量减小。是其它码型提 取同步信号需采用的一个过渡码型。 ④ 抗噪性能差。 ⑤ 需一端接地。
02.08.2020
现代通信系统原理 7
第4章 数字基带传输系统
4.1.2 数字基带信号的常用码型
1. 单极性非归零(NRZ)码
单极性:基带信号的 “0,正”电平分别
10100110
+E
与二进制符号“0,1”
一一对应。
0
非归零:τ=Ts
主要特点:
(1)有直流分量,在有些信道中不易传输 ; (2)不能直接提取位同步信息; (3)抗噪性能差; (4)波形之间无间隔,易产生码间干扰; (5)传输时需一端接地。
02.08.2020
现代通信系统原理 10
第4章 数字基带传输系统
4. 双极性归零(RZ)波形
10100110
E
-E

第4章 数字基带传输 (2)

第4章 数字基带传输 (2)

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K=-∞
R(k) DFT Pa ( f )
32/108

Pa ( f )
Ra (k )e j 2 fkTs
k
周期函数的傅 里叶级数形式
冲激
Pa
(
f
)


2 a

ma2
e , j 2 fkTs
k

e jk (2Ts ) f
电子科技大学通信学院
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4.2 数字信号的功率谱 与带宽
电子科技大学通信学院
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Ra (k) E anank

maa22
,
ma2
,
k 0 k 0
只要合理地设计 Pa ( f ) 和 GT ( f ),
就可以控制数字PAM信号的功 率谱密度的形状。
2
第二项为离散线谱,各线谱的功率正比于
k
GT

Ts

, 相邻线谱的频率间隔为:
1 / Ts , 当数字序列 an 的均值 ma 0 时,离散线谱消失,此时:
Ps
(
f
)


2 a
Ts
GT ( f ) 2
Ps
(
f
)


2 a
Ts
GT ( f ) 2
rect

t


FT
产生MPAM信号的原理框图:
园顶的、三角形的, 在带宽有限的信道上,
采用升余弦谱脉冲。
gT (t):冲激响应
发送滤波器
s(t)

n

通信原理考研辅导数字基带传输系统教学课件

通信原理考研辅导数字基带传输系统教学课件

信号处理算法优化
信号去噪算法
通过改进去噪算法,降低噪声对信号的影响,提高信 号的信噪比。
信号调制解调算法
优化调制解调算法,降低误码率,提高信号传输的可 靠性。
信号同步算法
改进信号同步算法,减小同步误差,提高信号的同步 性能。
系统参数优化
பைடு நூலகம்
带宽分配
合理分配系统带宽,提高频谱利用率,降低 信号干扰。
采样率选择
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无线传输
在此添加您的文本16字
无线传输适用于移动设备和短距离通信,常见的无线传输 标准包括WiFi、蓝牙和ZigBee。
数字信号的接收技术
同步技术
在接收端,需要使用同步技术来正确解调数字信号。同步技术包括位同步和帧同 步,以确保接收端能够正确识别和解释发送端的信号。
数字信号的接收技术
VS
可靠性
随着数字信号处理技术的发展,数字基带 传输系统的可靠性得到进一步提高,减少 了传输过程中的误码率。
感谢您的观看
THANKS
频谱效率的限制因素
码元速率、信号带宽、信号波形等参数,都会影响频谱效率。
提高频谱效率的方法
采用多进制调制技术、多载波调制技术等手段,提高频谱利用率。
系统的抗干扰性能分析
抗干扰性能定义
01
抗干扰性能是指数字基带传输系统在存在噪声和干扰的情况下,
仍能保持正常传输的能力。
抗干扰性能的评估方法
02
通过分析系统的误码率、信噪比等参数,评估系统的抗干扰性
采用信道编码、差分编码、均衡技术 等手段,提高系统的抗干扰能力,降 低误码率。
噪声、失真、衰减等传输媒介中的问 题,以及同步问题、码间干扰等系统 问题,都可能导致误码的产生。

通信原理第四章2

通信原理第四章2
《通信原理课件》
对比图4.3.2可以看出,传 输过程中第4个码元发生 了误码。产生该误码的原 因之一是信道加性噪声, 之二是传输总特性(包括 收、发滤波器和信道的特 性)不理想引起的波形畸 变,使码元之间相互串扰, 从而产生码间干扰。
图43.2 数字基带传输系统各点波形 《通信原理课件》
4.3.2 基带传输系统的数学分析 传输过程中第4个码元发生了误码,产生 该误码的原因就是信道加性噪声和频率特性。 基带传输系统的数学模型如图所示:
(2)尾部衰减要快。
经整理后无码间串扰的条件为:
1(或常数) h(kT ) 0 k 0 k 0
可以找到很多能满足此条件的系统,例如
h(t) 1
-4T
-3T -2T
-T
0
T
2T
3T
4T
t
《通信原理课件》
能满足码间无串扰的传递函数H(ω)不止一个,如: ① 门传递函数的冲击响应: h(t ) Sa( t ) Ts h(t ) Sa 2 ( t ) ② 三角传递函数的冲击响应: Ts m ③ 宽门传递函数的冲击响应: h(t ) Sa( t ) Ts
0 k
j
0
k
0
R
0
k j
讨 论:
① r(t)的采样值有三项: (a) ak h(t0 ):有用信息项 (b) 码间串扰值 : 除第k个码元波形之外的所有其它码元 在采样时刻的代数和,由于 a n 是随机变量,码间串扰也 是一个随机变量。 (c) 加性噪声干扰值:随机干扰 ② 由于存在码间串扰和加性噪声,判别 r kTs t0 值是“0” 还是“1”,可能错判。 ③ 理想情况:是在无干扰下,r (kTs + t0 ) = ak h(t0 )> Vd Vd:判别门限
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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1s 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1s f T =否?【答案4-2】1)随机二进制序列的双边功率谱密度为221212()(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:2222()4(1)()(12)()()s s ss 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222222221()2 [4(1)()(12)()()] 4(1)()(12)()() 4(1)()(12)()s s s s s m s s s s m s ss 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 dff P P G f df f P G mf ωωπδδ∞∞∞∞∞=-∞∞∞∞∞∞=-∞∞∞∞=-∞==-+--=-+--=-+-⎰∑⎰∑⎰⎰∑⎰-----2)当基带脉冲波形()g t 为1 (){20 else sTt g t t ≤=()g t 的付式变换()G f 为()()s s G f T Sa T f π=因此sin ()()0s s s s sG f T Sa T f T πππ===式中:1s 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1 (){40 else sTt g t t ≤=()g t 的付式变换()G f 为()()22s s T T f G f Sa π=因此sin 2()()0222s s s s sT T f G f Sa T πππ==≠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1s s f T =的分量?若能,计算该分量的功率。

【答案4-3】1)由图得21 (){20 else ss T A t t g t T t ⎛⎫-≤ ⎪=⎝⎭()g t 的频谱函数()G ω为2()()24s sAT T G Sa ωω=由题设可知1(0)(1)2P P P ===1()()g t g t =2()0g t =所以1()()G G ωω= 2()0G ω=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2212122222242244()(1)()()[()(1)()]()(1)()()()()()()4442()()164162s s s s s s m s s s s m s s s s s s m s s P f P P G f G f f PG mf P G mf f mf f P P G f f PG mf f mf f A T T fSa G mf f mf A T T A m Sa Sa ωδδωδωπ∞-∞∞-∞∞-∞=--++--=-+-=+-=+∑∑∑()s m f mf δ∞-∞-∑2)二进制数字基带信号的离散谱分量()v P ω为24()()()162v s m A m P Sa f mf πωδ∞=-∞=-∑当1m =±时,s f f =±,代入上式可得2244()()()()()162162v s s A A P Sa f f Sa f f ππωδδ=++-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22222444442()()162162A A A A A S Sa Sa πππππ=+=+=【题4-5】已知信息代码为100000000011,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+1-1PST 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1010000011000011,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 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21 (){20 else ss T A t t g t T t ⎛⎫-≤ ⎪=⎝⎭由图可得,()()2sT h t g t =-,因为()g t 的频谱函数为 2()()24s s T T G Sa ωω=所以,系统的传输函数()H ω为222()()()24s s j j T T s s T T H G eSa e ωωωωω--==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()()()()T R H G C G ωωωω=g g因为()1C ω=()()T R G G ωω=则22()()()T R H G G ωωω==所以,发送滤波器()T G ω和接收滤波器()R G ω为224()()()()2424s sj jT Ts s s sT RT T T TG G Sa e Sa eωωωωωω--===【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()Hω,若要求以2s T波特的滤波进行数据传输,试检验下图各种()Hω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42()()2i seqH i CT THTππωωωπω⎧+=≤⎪⎪=⎨⎪>⎪⎩∑如图(a)、(b)、(c)、(d)所示对于图(a),当2Tπω≤时,4()i sH i CTπω+≠∑,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,()Hω应满足:22()()2i seqH i CT THTππωωωπω⎧+=≤⎪⎪=⎨⎪>⎪⎩∑容易验证,当BRωπ=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BRωπ=而系统带宽为(1)2B Hzαπ+=所以系统的最大频带率02(1)12B R B ωπηαωαπ===++【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011 (){20 else s T t H t ωωω⎛⎫-≤⎪=⎝⎭由11 (){0 else s s t t T g t T t ⎛⎫-≤ ⎪=⎝⎭可得2()()2s s T G T Sa ωω=g根据对称性可得:2()()G g jt πω-⇔则2001()()()()222t H G g t Sa ωωωωππ=⇔=所以,该系统接收滤波器输出基带脉冲的时间表达式为200()()22t h t Sa ωωπ=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0s T πω=因为02()(2)ii s iH H i T πωωω+=+∑∑则001 2()0 else i s i H T ωωωπωωω⎧-≤⎪+=⎨⎪⎩∑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310()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310()B R Baud =其频带宽度B 为334102102ZB H ππ⨯==⨯系统的频带利用率η为33100.5/210B ZR Baud H B η===⨯2)传输函数(b )的无码间干扰传输速率B R310()B R Baud =其频带宽度B 为33210102ZB H ππ⨯==系统的频带利用率η为33101/10B ZR Baud H B η===3)传输函数(c )的无码间干扰传输速率B R310()B R Baud =其频带宽度B 为33210102ZB H ππ⨯==系统的频带利用率η为33101/10B ZR Baud H B η===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。

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