通信原理实验-思考题

通信原理实验思考题

第三章数字调制技术

实验一ＦＳＫ传输系统实验

实验后思考题：

1．FSK正交调制方式与传统的FSK调制方式有什么区别？有哪些特点？

答：传统的FSK调制方式采用一个模拟开关在两个独立振荡器中间切换，这样产生的波形在码元切换点的相位是不连续的。而且在不同的频率下还需采用不同的滤波器，在应用上非常不方便。采用正交调制的优点在于在不同的频率下可以自适应的将一个边带抑制掉，不需要设计专门的滤波器，而且产生的波形相位也是连续的，从而具有良好的频谱特性。

2．TPi03 和TPi04 两信号具有何关系？

答：正交关系

实验中分析：

P28 2. 产生两个正交信号去调制的目的。

答：在FSK 正交调制方式中，必须采用FSK 的同相支路与正交支路信号；不然如果只采一路同相FSK 信号进行调制，会产生两个FSK 频谱信号，这需在后面采用较复杂的中频窄带滤波器。用两个正交信号去调制，可以提高频带利用率，减少干扰。

4.（1）非连续相位 FSK 调制在码元切换点的相位是如何的。

答：不连续的，当包含 N（N 为整数）个载波周期时，初始相位相同的相邻码元的波形（为整数）个载波周期时，和瞬时相位是连续的，当不是整数时，波形和瞬时相位

也是可能不连续的。

P29 1.（2）解调端的基带信号与发送端基带波形(TPi03)不同的原因？

答：这是由于解调端与发送端的本振源存在频差，实验时可根据以下方法调整：将调模块中的跳线KL01置于右端，然后调节电位器WL01,可以看到解调端基带信号与发送端趋于一致。

2.（2）思考接收端为何与发送端李沙育波形不同的原因？

答：李沙育图形的形状与两个输入信号的相位和频率都有关。

3. 为什么在全0或全1码下观察不到位定时的抖动？

答：因为在全0或全1码下接收数据没有跳变沿，译码器无论从任何时刻开始译码均能正确译码，因此译码器无须进行调整，当然就看不到位定时的抖动了。

实验二BPSK传输系统实验

实验后思考题：

1.写出眼图正确观察的方法。

答：眼图是指利用实验的方法估计和改善（通过调整）传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形。

观察眼图的方法是：用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛，故称为“眼图”。从“眼图”上可以观察出码间串扰和噪声的影响，从而估计

系统优劣程度。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。

GDS-3000系列可通过以下设置来测量眼图： 1）用边沿触发观测要测试的信号； 2）测量出信号的大致上升时间；

3) 选择触发类型为“上升与下降”，斜率改为升或降；

4) 将触阈值电平调整到恰当位置，最好低值在信号幅值的10%-20%，高值在80%-90%附近，来表示升降时间触发的阈值范围。

5）根据1步中所测出的信号上升时间的大小，选择触发时间小于该时间；

6）设置好以后的波形，波形积累效果不好，选择余晖“持续性”为几秒或更多，并且调

高波形“强度”，看到眼图，就可以观察是否有异常信号发生；

7）为了使眼图效果更好，除了用平常的波形“灰阶”模式以外，还可以用波形“色温”

模式，使波形的强度呈现蓝色或者红色的层次感。如果有偶发的异常信号产生，能以冷色蓝色来特别标识，能使测量轻松并且一目了然。

要简单测量眼图，可以使用基本的参数测量功能（Measure 键）和光标（Cursor 键）测量功能，简单分析通信信号的质量。

2. 叙述Nyquit 滤波作用。

答：Nyquist 设计准则为基带传输系统信号设计提供了一个方法。利用该准则一方面可以对

信号的频谱进行限制，另一方面又不会产生码间串扰。 升余弦滤波器的传递函数为：

⎪⎪

⎩

⎪⎪⎨⎧

+>+<<-+-+-≤≤=S

S

S S S

RC

T f T f T f T T f f H

2/)1(||02/)1(||2/)1()

21|)|2(cos(1[21

2/)1(||01)(αααααπ

α

图Nyquist 升余弦滤波基带传输频域与时域特性示意图

采用Nyquist 波形成形技术后的波形频谱，发送频谱在发端受到限制，提高了信道频带

利用率，减少了邻道干扰。

基带信号经过升余弦滤波后变为低通带限信号，可以消除码间串扰，但若未作成型滤波，就如同非归零码状态时的频谱，则会有明显的频谱泄露，容易造成严重的码间干扰。

实验中分析：

P46 1. 怎样的系统才是最佳的？匹配滤波器的最佳接收机性能如何从系统指标中反映出

来？采用什么手段来测量？

答：最佳基带系统可定义为消除码间串扰而且抗噪声性能最理想（错误概率最小）的

系统。

匹配滤波器的最佳接收机性能可以通过系统传输的信噪比、信道误码率等指标反

映出来。 P47 1.（2） TPJ05与TPJ06波形有什么不同？根据电路原理图，分析解释其不同的原因。 答：不同：TPJ06有眼图信号，而TPJ06看不到眼图信号。

原因：因为在BPSK 解调中采用相干解调,可用下面的表达式来解释:设载波信号

S(t)=a(t)cos ωct,这里ωc=1.024MHz,在解调时两路正交信号和载波信号相乘

来完成解调,分别为cos ωct 和sin ωct ，前者与之相乘后等于a(t)(1/2+1/2 .cos2ωct),其中第二项经低通滤波器后被滤掉，留下的第一项即为TPJ05的眼图信号，后者与之相乘后等于1/2 .a(t)sin2ωct, 经低通滤波器后完全被滤掉，

所以在TPJ06看不到眼图信号。

P47 1.（3）加“匹配滤波”后，为什么发端眼图已发生变化，而收端TPN02的眼图没有变化(仅电平变化)？

答：在JH5001中，系统的传输特性为升余弦滚降特性，其传递函数为：

⎪⎪

⎩

⎪⎪⎨⎧

+>+<<-+-+-≤≤=S

S

S S S

RC

T f T f T f T T f f H

2/)1(||02/)1(||2/)1()

21|)|2(cos(1[21

2/)1(||01)(αααααπα

其可以通过在发射机端和接收机端采用同样的滤波器来实现，其频响为开根号升余

弦响应。根据最佳接收原理，这种响应特性的分配提供了最佳接收方案。在选择“匹配滤波”之前，系统的滚降特性全部放在发端，此时看到的发端眼图非常理想，而且在最佳抽样时刻眼图是收敛的，在加“匹配滤波”后，系统将滚降特性按照最佳接收原理进行了分配，收、发均为开根号升余弦响应，因此发端眼图发生了变化(即此时看到的发端眼图在最佳抽样时刻是发散的)，而对于收端来讲，系统的传输特性不受其分配的影响，最终是发端和收端传输特性的乘积，仍然为升余弦滚降特性，所以收端眼图不会变化。

P49 12. 分析接收眼图信号的电平极性发生反转的原因。

答：由于解调器载波存在相位模糊，导致了接收眼图信号也存在相位模糊，因此其电平

极性就发生反转。

第四章 语音编码技术

实验一 PAM 编译码器系统

实验后思考题：

2．h s f f 2>和h s f f 2<时，低通滤波器输出的波形是什么？总结一般规律。

答：当h s f f 2>时，输出波形无失真地恢复输入波形，而当h s f f 2<时，输出波形将发生

混叠而失真。

实验中分析：

P56 3. 平顶抽样与自然抽样测量结果做比较。

答：将理想抽样与平顶抽样对比可发现，两者均可以恢复出原始信号，但平顶抽样后，

解调输出信号电平较理想抽样要高。 4.信号混叠观测