16-2 几种基本的数字基带信号
数字通信技术第2章习题及答案
2-1什么是模拟信号的数字化传输？试述PAM通道、PCM通道、时分复用多路通信各自的含义及相互联系。
什么是模拟信号的数字化传输？模拟信号经过抽样、量化和编码把模拟信号转换为数字信号，用数字通信方式传输。
PCM通道：抽样、量化和编码。
主要通过3个步骤实现的。
1、抽样，根据抽样定理，只要对模拟信号抽样的次数大于模拟信号频率的2倍，就能通过滤波器将这个数字信号再无损伤的恢复到原来的模拟信号。
当然这个抽样间隔也就是抽样点的时间间隔要平均才行。
2、量化，就是把抽样出来的信号放到一个标准的图里去比对，根据标准把这个信号定义成多大，如5或10等等以及其他数值，PCM信号根据抽样出来的信号大小，把它一般定义为-127~+127之间。
3、编码，把经过量化的信号转换成数字编码。
如果是PCM的8位编码，5就可以转换成00000101，10就可以转换成00001010.等2-2 什么是低通型信号的抽样定理? 已抽样信号的频谱混叠是什么原因引起的?一个频带限制在（0，fH）赫内的时间连续信号m(t)如果以1／2 fH秒的间隔对它进行等间隔抽样，则m(t)将被所得到的抽样值完全确定。
为了能恢复出原始话音信号，只要或就周期性的重复而不重叠，在接收端用一低通滤波器把原语音信号（0，fH）滤出，即完成原始话音信号的重建。
注意，若抽样间隔T变得大于则M(f )和ST(f )的卷积在相邻的周期内存在重叠（也称混叠），见图所示。
2-3 如果f s =4000Hz，话音信号的频带为0到5000 Hz，能否完成PAM通信？为什么？如何解决？不能完成，不符合抽样定理。
根据抽样定理，抽样频率fs >=5000*2Hz>=10000Hz。
才能完成PAM通信。
2-4 什么叫量化?为什么要进行量化?量化：利用预先规定的有限个电平来表示模拟抽样值的过程称为量化。
模拟信号进行抽样以后，其抽样值还是随机信号幅度连续变化的。
当这些连续变化的抽样值通过噪声信道传输时，接收端不能准确的估值所发送的抽样。
通信原理不挂科-5-基带传输
Ps( f ) = fBP(1 − P)
G1( f ) − G2( f )
2
+
∞
∑
| fB [PG1 (mfB) + (1 − P)G2 (mfB)] |2 δ (f − mfB)
m=−∞
2、连续谱总是存在的。
若
fBP(1 − P)
G1( f ) − G2( f )
2
=0
，那么只能 G1( f ) = G2( f ) ,而而 g1(t) ≠ g2(t) 才能表示0和
m=−∞
其中
fB
=
1 TB
,
2
fB (PG1 (mfB) + (1 − P)G2 (mfB)] = | Cm |2
这里里里可以看出，Pv( f ) 稳态波功率谱密度是取决于| Cm |2的离散线谱。 m = 0 时，直流分量量； m = 1 时，定时分量量
数字基带频谱特性「交变波的功率谱密度」
然后计算稳态波 v(t) 和交变波 u(t) 的功率谱密度 交变波 Pu( f ) = fBP(1 − P) G1( f ) − G2( f ) 2 这里里里可以看出， Pu( f ) 稳态波功率谱是连续谱，与g1(t)和 g2(t)的频谱以及概率P有关
解析5-3
当 !f = mfB 时
当!m = 0时，!Sa函数不不为0，所以含有直流分量量：
1 !4
∞
fB2 ∑ | G(mfB) |2 δ
1=正电平 0=零电平
有直流分量量 极性单一一，易易生生成
1 01 +E0
0
10 0 1
基本信号波形
2 双极性波形：NRZ，绝对码
1=正电平 0=负电平
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
通信原理课程设计 基于MATLAB的数字基带传输系统的研究和分析
2.2 数字基带信号
2.2.1 基本的基带信号波形 数字基带信号是数字信息的电波形表示，它可以用不同的电平或脉冲来表示相应的消 息代码。数字基带信号的类型有很多，以下是几种基本的基带信号波形。 （1） 单极性波形 这是一种最简单基带信号波形。它用正电平和零电平分别对应二进制代码“1”和“0” ；或者 说，它在一个码元时间内用脉冲的有或无来表示“1”和“0” 。该波形的特点是电脉冲之间无间隔， 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 而不适应有交流耦合的远距离传输，只适用于计算机内部或极近距离的传输。 （2） 双极性波形 它用正电平和负电平的脉冲分别表示二进制代码的“1”和“0” 。因其正负电平的幅度相等， 极性相反，故当“1”和“0”等概率出现时无支流分量，有利于在信道中传输，并且在接收端恢复
塔里木大学信息工程学院通信原理课程设计
2016 届课程设计
《基于 MATLAB 的数字基带传输系统的研究与分 析》 课程设计说明书
学生姓名 学 号 信息工程学院 通信工程 通信 16-1 蒋霎
所属学院 专 班 业 级
指导教师
塔里木大学教务处制
塔里木大学信息工程学院通信原理课程设计
摘
要
本论文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。本文首先介绍了本课题的理论 依据，包括数字通信，数字基带传输系统的组成及数字基带信号的传输过程。接着介 绍了数字基带传输系统的特性包括数字PAM信号功率普密度及常用线路码型，并通过 比较最终选择双极性不归零码。然后介绍了MATLAB仿真软件。之后介绍了数字基带 信号的最佳接收的条件以及如何通过示波器观察基带信号的波形。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。 关键字：数字基带传输系统 MATLAB 计算机仿真；
通信原理模拟题(5套)含详细答案
通信原理试卷一一、填空题（每题3分）1、通信的目的是交换或传递信息。
2、通信方式有两种基本形式，即基带传输通信和频带传输通信。
3、数字通信在幅度和时间上均是离散的。
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2400b/s 。
5、设信道的带宽B=1024Hz，可传输2048 kbit/s的比特率，其传输效率η=_2b/s/Hz ___。
6、模拟信号经抽样、量化所得到的数字序列称为数字信号,直接传输这种信号称为基带。
7、目前最常用的多路复用方法为频分复用和时分复用。
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假失步。
9、一般PCM（脉冲编码调制）的帧周期为125us 。
10、PCM30/32制式中一复帧包含有16 帧，而每一帧又包含有32 个路时隙，每一路时隙包含有8 个位时隙。
二、多项选择题（每题2分）1、模拟信号的特点为：(a)(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2、数字基带信号为：(b)(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3、量化即(c)(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4、数字通信的特点(abcd)(a) 抗干扰能力强，无噪声积累(b)便于集成、微型化(c) 便于构成IDN 和ISDN (d)占用信道频带宽5、码元干扰是由于：(abc)(a)传输信道不理想(b)脉冲信号通过低通产生不可避免的拖尾(c)码元传输响应的失真(d) 信道话路太多三、判断题（每题1分）1、非均匀量化的特点是：信号幅度小时，量化间隔也小。
（）2、通过数字话音插空技术可得到2.5倍的插空增益。
（）3、DPCM系统传送的是差值量化编码。
（）4、时分制通信是各路信号在信道上占有不同时间间隔进行通信。
数字基带传输系统PPT课件(通信原理)
,最高频带利
设系统频带为W (赫), 则该系统无码间 干扰时的最高传输速率为2W (波特)
21
当H(ω)的定义区间超过
时,满足
奈奎斯特第一准则的H(ω)不只有单一的解.
22
将
圆滑处理(滚降),只要
对W1呈奇对称,则 一准则.
满足奈奎斯特第
滚降因数
23
按余弦滚降的 表示为
当α=1时, 带宽比α=0加宽一倍, 此时,频带利用率为1B/Hz 24
译码:V是表示破坏极性交替规律的传号,V是破坏点,译码时,找 到破坏点,断定V及前3个符号必是连0符号,从而恢复4个连0码, 再将-1变成+1,便得到消息代码.
13
5.3 基带脉冲传输与码间干扰
基带系统模型
d(t)
GT（ω）
C（ω） s(t)
发送滤波器 传输信道
发送滤波器输入
r(t)
+ GR（ω）
破坏极性交替
AMI码含有冗余信息，
规律
具有检错能力。
缺点 与信源统计特性有关，功率谱形状 随传号率（出现“1”的概率）而变化。
出现连“0”时，长时间不出现电平 跳变，定时提取困难。
11
归一化功率谱
P=0.5 P=0.4
HDB3 AMI
1
fT
能量集中在频率为1/2码速处,位定时频率(即码速频率)分量 为0,但只要将基带信号经全波整流变为二元归零码,即可得 12 位定时信号.
第k个接收 基本波形
17
码间干扰
随机干扰
5.4 无码间干扰的基带传输特性
基带传输特性
识别
h(t) 为系统
的冲激响应
18
当无码间干扰时, 对h(t)在kTs抽样,有:
通信技术概论数字基带信号的功率谱分析
数字基带信号的传输及码间干扰
数字基带信号的传输
d (t )
发送滤波器 信道 接收滤波器
y (t )
HT ( f )
Hc ( f ) n(t )
HR( f )
H( f )
图5.4.1 数字基带传输系统的数学模型
d (t ) 为经过了码型变换的单位冲激序列，码元间隔为 Tb ，有：
2013-5-5 2
数字基带信号的码型
an
(a) 单极性不归零码
1 0 1 1 0 0 1
t
Tb
(b) 双极性不归零码
t
(c) 单极性归零码
t
(d) 双极性归零码
t
参考 信号 0
(e) 差分码
t
（f)极性交替码（ＡＭＩ）
图5.2.1
几种典型的二进制码型
2013-5-5
3
数字基带信号的码型
6．差分码 用相邻脉冲的极性变与不变来表示 “1”和“0”。如相邻码元极性变 化 表示“1”，相邻码元极性不变表示“0”。又称相对码 。 bn an bn 1
2013-5-5
B 1 / Tb 1000Hz
8
二元数字基带信号的功率谱分析
例 分析０、１等概的单极性归零码的功率谱。已知单个“１”码 的波形是幅度为A的半占空矩形脉冲 。 g1 (t )
1 ATb S a (fTb / 2) G2 ( f ) 0 2 A2Tb 2 Tb A2 A2 2 n P( f ) S a (f ) ( f ) S a ( ) ( f nfb ) 8 2 16 2 n 1 8 G1 ( f )
fb
G1 ( f ) 、 2 ( f ) G
通信原理第5章数字基带传输系统
N
sT (t) sn (t)
n N
为了使频谱分析的物理概念清楚，推导过程简 化，将sT(t)分解成稳态波vT(t)和交变波uT(t)。
24
稳态波：是随机序列s(t)的统计平均分量，
取决于每个码元内出现g1(t)、 g2(t)的概率加 权平均，且每个码元统计平均波形相同，因
此可表示成：
13
2. 双极性不归零码波形（BNRZ）
脉冲的正、负电平分别对应于二进制代码1、0。
特点：当0、 1符号等概出现时无直流分量（幅度相 等、极性相反的双极性波形） 。 接收端判决电平为 0，不受信道特性变化的影响，抗干扰能力较强。双 极性波形有利于在信道中传输。
E
10
-E
14
3. 单极性归零波形（RZ）
f
s
Pg1(t) (1 P)g2 (t) e jms d
f s PG1(m s ) (1 P)G2 (ms )
28
式中
G1(ms ) g1(t)e jmstdt
G2 (ms ) g2 (t)e jmstdt
29
把得到的Cm代回v(t)表达式得
v(t) f s PG1(m s ) (1 P)G2 (m s )e jmst
代码
10
0
Ts
12
此波型不宜传输。因为：
1）有直流分量，一般信道难于传输零频附近的 频率分量。 2）收端判决门限电平与信号功率有关，受信道特 性变化影响，不方便。 3）不能直接用来提取位同步信号，因NRZ连0序 列中不含有位同步信号频率成分。 4）要求传输线路有直流传输能力，即有一根需要 接地。
此波形只适用于计算机内部或极近传输。
信道匹配， 便于传输，减小码间串扰，利于同步提取
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第十六讲数字基带信号及其
频谱特性
第二节几种基本的数字基带信号
1
几种基本的数字基带信号
(1)单极性（不归零）波形
a)有直流成份；判决电平不能稳定在最佳的电平，抗噪声性能不好；
b)不能直接提取同步信号；
c)传输时要求信道的一端接地，这样不能用两根芯线均不接地的电缆
传输线。
2
3
几种基本的数字基带信号
(2) 双极性（不归零）波形a)当1、0 符号等概出现时无直流分量；
b)接收端恢复信号时的判决电平为0，稳定不变，因而不受信道
特性变化的影响，抗干扰能力较强。
c)主要缺点：不能直接提取同步信号；1、0符号不等概出现
时，仍有直流成份。
4
几种基本的数字基带信号
(3) 单极性归零波形
a)单极性归零码与单极性不归零码的区别是码元宽度小于码
元间隔，每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电
平。
b)设码元间隔为T s ，归零码宽度为τ，则称τ/T s 为占空比，τ
/T s =0.5 称为半占空码。
c)单极性归零码可以直接提取位定时信息。
E
t
1 1 0 1 0 1
τ
5
几种基本的数字基带信号
(4) 双极性归零波形a)双极性归零码：每个码元内的脉冲都回到零电平，即相邻脉冲之间必定留有零电位的间隔。
b)它除了具有双极性不归零码的特点外，还可以通过简单的变换电路（全波整流电路），变换为单极性归零码，有利于同步脉冲的提取。
6
几种基本的数字基带信号
(5) 差分波形
传号差分
空号差分
NRZ
1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0
1k k k d a d −=⊕1k k k d a d −=⊕传号差分：
空号差分：
几种基本的数字基带信号
差分波形的特点：
a)不是用码元本身的电平表示消息代码，而是用相邻码元的
电平的跳变和不变来表示消息代码；
b)用差分码波形传送代码可以消除设备初始状态的影响，特
别是在相位调制系统中用于解决载波相位模糊问题。
7
几种基本的数字基带信号
(6) 多进制波形
这种波形的一个脉冲可以代表多个二进制信息，在码元
速率一定时可以提高信息速率，故在高速数字传输系统
中得到广泛应用。
8。