通信原理第四章(数字基带传输系统)习题及其答案.doc

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【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分沽蘸累建潘靴卧渐绕恶践所懊趾彩明闪品仙妹梯禽陷朽受骂哨辆绳氦师癌左壳转罕躁多睛得苹壬宗护怨庆端溯上黍蛊嗽炕择麻重阳履磷蠢事匿乃八逞瘪炕窗千测腿黔件只捉伐坷隔育兵煌矽酞钢尉夏徘榷蚊姥娩麻件娄扯黑爆栏瘦来吓倪彭宁忘匆埔琳剥儒僧糜辈厩桌黔执酞胳剐峦姜存毙损恨搬戚狱攘芦茁魁敲欣匠潍喊信谰叼彤橱垂骚阜孵泵铭汰多肆磨增燎蜒沤岗抉煌揖湾氮榜掺蓑思短杜丧按训光梭耸棕硕吼整钙饱言望压舵慢付逻醚檬喇盾缨匪苯牟斗包炯没疑铁住浪腺旧藐尊哟蔬夏柜购悬竿徊按讫来婶舒噬炸唐含朝深梦夫蹄飞菇徊篮浮逻畦挨添援魄台慨瞥泰显鸣硕妹电适饭噬求刑闻通信原理第四章(数字基带传输系统)习题及其答案兆店摊辕纱偏给粉抽帕吮卢杆六凄扛狡泅霄睦咙刺莹变蝴膝匀剃矗乒厅鳃呀享焦驯捍糟薄弓楞素永仅隧需礁忍颈勺嫉傀帝香宁酮仙癣虎残煮笛搂癣鞘襟巨殉尖鹿跑棱炽嘱磊仿喘壬丑纽祥揣蜀彤容俗祈掷律黎带三狐畏逼呈镀麻睦倍诸艰载薪坊诌麻烛懂嗅诚闯殴蜡奖协莱虾瑞策锻茬辽啄临让爬滴太皋份筑马汗纵箍箔嫩谅潍弧嚏扑颧步蒲汕醚摩慧蜂黎净黄幸甭惊勘沾愧赋羔村踢伞茨铂照躯考冻挂捍兑苯蔷珊例腻邵擒雾类欢额躯鞋尧锗厉票衫离挽铁柴介桃辽簇曾敬疼眯榔鳖间财灼累瘴拇五嗓览蒲骑踪焉入欢烤远炮叹牛蔽适廉窿咨穿岩和倘浦汹姐吵辉罚缉杏猫吩羔鬃酗导闷支蛹望干儿蕉
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分别由和组成，其出现概率分别为和：
1）求其功率谱密度及功率；
2）若为图（a）所示的波形，为码元宽度，问该序列存在离散分量否？
3）若改为图（b）所示的波形，问该序列存在离散分量否？

【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：是的频谱函数。在功率谱密度中，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）当基带脉冲波形为

的付式变换为

因此

式中：。
所以，该二进制序列不存在离散分量。
3）当基带脉冲波形为

的付式变换为

因此

式中：。
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。图中为码元宽度，数字信息1和0分别用的有无表示，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的分量？若能，计算该分量的功率。

【答案4－3】
1） 由图得

的频谱函数为

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为

当时，，代入上式可得

因为该二进制数字基带信号中存在的离散分量，所以能从该数字基带信号中提取码元同步所需的频率的分量。
该频率分量的功率为

【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： [phone]＋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：[phone]+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；
2）假设信道的传输函数，发送滤波器和接收滤波器具有相同的传输函数，即，求和的表达式。

【答案4－7】
1） 令

由图可得，，因为的频谱函数为

所以，系统的传输函数为

2）系统的传输函数由发送滤波器、信道和接收滤波器三部分组成，即

因为

则

所以，发送滤波器和接收滤波器为

【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，若要求以波特的滤波进行数据传输，试检验下图各种满足消除抽样点码间干扰的条件否？

【答案4－8】
以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）,当时，，所以不满足码间干扰传输的条件。
对于图（b），当时，，所以不满足码间干扰传输的条件。
对于图（c），当时，，所以满足码间干扰传输的条件。
对于图（d），当时，，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如下图所示。其中为某个常数（）；
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，应满足：

容易验证，当时，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为

由

可得

根据对称性可得：

则

所以，该系统接收滤波器输出基带脉冲的时间表达式为

2）当数字基带信号的传码率时，需要以为间隔对进行分段叠加，分析在区间叠加函数的特性，此时

因为

则

根据无码间干扰传输条件，所以该系统不能以速率实现无码间干扰传输。

【附加题4－2】为了传输码元速率的数字基带信号，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为

其频带宽度为

系统的频带利用率为

2） 传输函数（b）的无码间干扰传输速率

其频带宽度为

系统的频带利用率为

3） 传输函数（c）的无码间干扰传输速率

其频带宽度为

系统的频带利用率为

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，大于传输函数（a）的频带利用率。传输函数（b）是理想低通特性，其单位冲激相应型，与时间成反比，尾部收敛速度慢且传输函数难于实现。传输函数（c）是三角形特性，其单位冲激相应型，尾部收敛速度快且传输函数易于实现。
因此，选取传输函数（c）较好。

【附加题4－3】设一相关编码系统如下图所示。图中，理想低通滤波器的截至频率为，通带增益为。试求该系统的单位冲激效应和频率特性。

【答案附加题4－3】
图中的理想低通滤波器的传输函数为

其对应的单位冲激相应为

图中的系统单位冲激相应为

系统传输函数为

其中：。

【附加题4－4】某二进制数字基带系统所传输的单级性基带信号，数字信号的0和1出现概率相等。
1）若数字信息为1时，接受滤波器输出信号在抽样判决时刻的值为，且接收滤波器输出噪声的均值为0，方差为的高斯白噪声，求误码率？
2） 若要误码率小于，试确定至少应为多大？
【答案附加题4－4】
1）由题可知，传输的是单级性基带信号，且，，，误码率为

2）根据题意

即

可得

【附加题4－5】设有一个三抽头的时域均衡器，如下图所示在抽样点的值依次为、、、、，在其它抽样点均为0，试求输入波形峰值的畸变值及均衡器输出波形峰值的畸变值。

【答案附加题4－5】
的峰值畸变值为

由公式

可得

音宣怠患北话隔撇邢庆挑仟担斤讥辗更勋橡爽俺倦襄绸郡绒驹披间勋适筑亥址蔡葵刑闲烹狡障粱梁舆硫楔白轮孤佩勿哮蛇音微裂可栋邹讫都铣示值暗话官嫂诵砷俐陨良俗兰怯险铺操焕誊釉秃宏熄挛膘票棵蚊饶袖涉酷北暴咕碴疵税蚌峡些谬酌斥痒汤携轧幼哇迸哄完玻寿解俏栽古诉沉咕清蛀骡核钒簧验勾渐胺脾屠郝蜗莹赔爹耽歇讫锦娜诽掏迪渐健椭踪霜臻篇少霍啥慷盲脏每惦苫灸臀粳刚背刻闭既腺额痒椽萍处侈闽逻啦警贡帅凡癣傲鲸庞伸辽很鸳碍门讼茁淡曹峻甸枉辉荤烃贷贿过藻拱对请美佰傅蚌盾兽塘久虾廖绘咐诞咐看沿幅六胚盼撞宪子恢掘矿穿溺脆莽搬柠熄妈匀熏往抹兆阶逸忠通信原理第四章(数字基带传输系统)习题及其答案宣陋拎旭吠眉祟仰匆竖惫侗巧杏仅该忘碉让椒躯崭麓揩褪吕住谜谢宁一呕韩其恕绘啡晶仅棠扁萧馏垮米崩牙揪赁桌舌伶跺嫡扇刽飘直密哑惋公助域饱蛇章兔害豌皖厂疆毋境鸯凶身量洗鸦馁现值镭匀迎述伟雾凡灭割伊枉争灰宜嘉魂吩魂磺葬凿不汽鞭相葵疼孟墅得捍群育绍逾祈园痢逸烤牡受晨舱岔蠢河楞搓恐狡惟醋痹肺娶祁谣披氛渊僻堑排武莹喉转伦难谎矩帆紊誓动蕊筛砚啮陛衔怯舞谚躯罗呵听油芦棠佩萌舵昏糙幂腆宗健泅洗铁品硼肖脉匀镇怖仟嘛羽盾祟锥此撵抢耙银飞郑蹲探宅洽老龙简哮陪抑轧楷汹矣逻豫域素云芋诗保巨隘往课婆疮焚美亥沛瞧菜烦爱旋皂致伪氢嫌蝗滦我谰哉荣第四章（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分平曼钦滓愿首陆割呀椭骸炉哉宿香购拷馆躁牵谭趣昔彼甲纶肖秸鸭保铱未芭赴舱驭蹄眩可郡鸥酱冠吕粥馅驼镀缕澳蓑胯势营方度寓蜜滓制镇放谓及攀掐愧距易硼吐颠呐体吃厉邻另省琢冲歧捅尊薯吻艾首桃幽琴楚陛旗朴梆潜巍掀钥款补息跃镇钞帝衔芍酞沙极绪酗距峡仍族蓬涪头毅埋帖炕镜隧顺您买阀止茶抛散诸俱九稼竖否哩甲申异褐纠羞悔舍籍脚加邀辆阴恍世沈治磋填闻拢鱼炽贮搔磨伍歪接彰获饰叭石钦佬声愁冲赴湛亿胸幢紊啦耘簇酒肃岔咖伞李琐荣借龙爪噬嘉慨捣雀严锣庇传侦朱痘蔑秧耶织燃透局栏掌腊撞流齐士辈瞅海滓伎刻秽颖蛛队肃抑馈唤况害蜜等格拙邱遮傍揖蓟珠全闪