通信原理第四章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

1

s 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

1

s f T =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

2）当基带脉冲波形()

g t为()

g t的付式变换()

G f为因此

式中：

1

s

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

()

g t的付式变换()

G f为

因此

式中：

1

s

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

1

s

s

f T

=

的分量若能，计算该分量的

功率。

【答案4－3】

1）由图得

()g t 的频谱函数()G ω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()v P ω为 当1m =±时，s f f =±，代入上式可得

因为该二进制数字基带信号中存在1s s f =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 =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＋1

HDB3码； +1000+V-B00-V0+1-1

PST 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，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+-1

HDB3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

由图可得，

()()

2s

T h t g t =-

，因为()g t 的频谱函数为

所以，系统的传输函数()H ω为

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

因为

则

所以，发送滤波器()T G ω和接收滤波器()R G ω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 ω，若要求以2s T 波特的滤波进行数据传输，试检验下图各种()H ω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

如图（a ）、（b ）、（c ）、（d ）所示

对于图（a ）,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（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，()H ω应满足：

容易验证，当

B R ωπ=

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0B R ωπ=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

由