答案 第六章 基帶傳輸系統(tǒng)

1、第六章 基帶傳輸系統(tǒng)1、AMI碼的缺點是什么？解：不能限制長連O和長連1，不利于時鐘提取。2、設數(shù)字信號序號為1000010100001111，將其編成AMI，HDB3 ,CMI碼.解: AMI:+10000-10+10-10000+1-1+1-1   HDB3: V+|B-000V-B+0B-B+00V+B-B+B-B+    CMI: 0000101010111010001010101110011003、帶限傳輸對數(shù)字信號有什么影響？碼間干擾是怎樣形成的？解：理論上數(shù)字信息的頻帶為無窮大，這樣無限帶寬的信號通過實際的信道傳輸時，由于實際信道

2、帶寬有限，信號波形必然會產(chǎn)生失真，從而產(chǎn)生碼間干擾.4、怎樣用示波器觀察眼圖，眼圖惡化說明什么含義？解：示波器采用外同步，掃描同期必然為TB（碼元同期）或TB的整數(shù)倍，這樣，就在熒光屏上出現(xiàn)一個或幾個接收到的均衡波形,由于示波器的余輝作用,使多個波形迭在一起，這樣在熒光屏上顯示類似人眼的圖形。眼圖惡化說明信噪 比降低，誤碼率增加.5、定時抖動同哪些有關定時抖動對PCM通信有什么影響？解：定時抖動的原因：諧振回路失諧的影響時鐘提取電路限幅門限失調(diào)或輸入信號電平變化。信通噪聲和串話干擾信號碼型隨機組合抖動的影響：誤碼率增加6、某CMI碼為11000101110100，將其還原為二進制NRZ碼解：按

3、CMJ碼編碼規(guī)則，還原后的NRZ碼為1100101    001    100和11交替7、為什么數(shù)字通信系統(tǒng)要求誤碼率低于10-6?解：當Pe=10-6時，誤碼信噪比（S/Ne）dB=41.6dB，但若信道誤碼率高于10-6，如Pe=10-5,則(S/Ne)=31.6dB（Pe增加一個數(shù)量級，誤碼信噪比下降10dB），低于A律壓縮特性的最大量化信噪化38dB，所以為保證總的信噪比不因誤碼噪聲而顯著下降，信道誤碼率Pe應低于10-6。  8、再生中繼系統(tǒng)的特點是什么？解：噪聲不積累但誤碼會積累。9、為什么要求均衡波

4、形的波峰附近變化要平坦？解：均衡波形幅度大 且波峰附近變化平坦，即使由于各種原因引起定時抖動（再生判決脈沖發(fā)生偏移），也不會產(chǎn)生誤判，即“1”碼仍可還原為“1”碼。反之則有可能會將“1”碼誤差為“0”碼。10、為什么電纜傳輸碼型常用HDB3碼？解：1、無直流分量，低頻成分也少    2、高頻成分也少    3、便于誤碼檢測    4、碼型頻譜中雖無時鐘頻率成分，但經(jīng)全波整流后即為RZ碼，就會有時鐘頻率成分，故提取時鐘較容易。    5、克服了長連0(最大連0數(shù)為3個

5、),便于時鐘提取11、已知信息代碼為1010000011000011，試確定相應的傳號差分碼、CMI碼、數(shù)字雙相碼、AMI碼以及HDB3碼，并分別畫出它們的波形。解：12、有4個連1和4個連0交替出現(xiàn)的序列，畫出單極性非歸零碼、AMI碼、HDB3碼所對應的波形圖。思路 單極性非歸零碼、AMI碼的編碼規(guī)律比較簡單。對HDB3碼的編碼規(guī)律比較熟悉后即可直接由信息代碼求出HDB3碼，并進而畫出波形圖。由于序列中4個連1和4個連0是交替出現(xiàn)的，故相鄰的4個連0碼組之間1碼的個數(shù)肯定是偶數(shù)個，因此HDB3碼中的每個取代節(jié)都應是B00V。解： 單極性非歸零碼、AMI碼、HDB3碼及其波形圖如下圖所示。13

6、、設隨機二進制序列中的1碼出現(xiàn)的概率為0.5，對應一個振幅等于1、寬度等于碼元間隔Ts的矩形脈沖，0碼對應0電平。(1) 求其功率譜密度及功率，并畫出功率譜曲線，求譜零點帶寬；(2) 若1碼對應一個占空比等于0.5的矩形脈沖，0碼仍為0電平，重新回答(1)中的問題；(3) 能否從上述兩個信號中用濾波法直接提取碼元同步所需的頻率fs=1/Ts的分量?若能，給出該分量的功率；(4) 分析離散譜fs的功率與1碼概率P的關系。思路 第一個信號為單極性非歸零碼，第二個信號為占空比等于0.5的單極性歸零碼，它們的基本波形為DTs(t)和D0.5Ts(t)。這兩個信號都是相同波形隨機序列，可用式(5-3)求

7、其功率譜。若功率譜中含有fs=1/Ts的離散譜，則可用濾波法直接提取頻率為fs=1/Ts的位定時信號，否則不能。Ps(f)=fsP(1-P)(a1-a2)2G2(f)+f2s|Pa1+(1-P)a2|2G2(mfs)(f-mfs) (5-3)傅氏變換對D(t)Sa=是本課程中常用公式，此題中=Ts或=0.5Ts。解: (1) P=0.5,a1=1,a2=0G(f)=TsSa(fTs)=TsSa(f/fs)代入式(5-3)得Ps(f)=fs×0.5×0.5×T2sSa2(f/fs)+f2s0.52×T2sSa2(mfs/fs)(f-mfs)=0.25TsS

8、a2(f/fs)+0.25 Sa2(m)(f-mfs)由于sin(m)=0所以Sa(m)=0故Ps(f)=0.25TsSa2(f/fs)功率譜密度曲線如下圖所示。由圖可知，譜零點帶寬為Bs=fs。信號功率為S=Ps(f)df=0.25 TsSa2(f/fs)df=0.25fs T2sSa2(f/fs)df根據(jù)帕塞瓦爾定理T2sSa2(f/fs)df= |G(f)|2df=D2Ts(t)dt=T2s得 S=0.25fs·Ts2 =0.25Ts(2) P=0.5G(f)=0.5TsSa(0.5fTs)=0.5TsSa(0.5f/fs)Ps(f)=0.0625TsSa2(0.5f/fs)+

9、0.0625(0.5m)(f-mfs)功率譜密度曲線如下圖所示。由圖可知，譜零點帶寬為Bs=2fs。信號功率為S=0.0625 TsSa2(0.5f/fs)df+0.0625 Sa2(0.5m)(f-mfs)df=0.0625fsT2sSa2(0.5f/fs)df+0.0625Sa2(0.5m)=0.0625Ts+0.0625Sa2(0.5m)(3) 在(1)中無頻率等于fs的離散譜，在(2)中有頻率等于fs的離散譜，故可以從(2)中用濾波法提取碼元同步信號(即位同步信號)。頻率為fs離散譜的功率為S=2×0.0625Sa2(0.5)=(0.125sin2(0.5)/(0.5)2 W

10、=0.05 W(4) 在第2個信號中有離散譜fs，若P為任意值，則此信號的離散譜為0.25P2Sa2(0.5m)(f-mfs)頻率為fs的離散譜功率為S=(0.5P2sin2(0.5)/(0.5)2) W=0.2P2 W小結 以矩形脈沖為基本波形的二進制相同波形隨機序列的譜零點帶寬等于脈沖寬度的倒數(shù)，占空比為1時，譜零點帶寬在數(shù)值上等于碼速率；單極性歸零碼中含有頻率等于碼速率的離散譜，離散譜的功率隨1碼的概率增大而增大(設1碼傳送脈沖)。上述結論也可以推廣到各碼元獨立的M進制相同波形隨機序列。14、設某二進制數(shù)字基帶信號的基本脈沖為三角形脈沖，如右圖所示。圖中Ts為碼元間隔，數(shù)字信息“1”“0

11、”分別用g(t)的有無表示，且“1”和“0”出現(xiàn)的概率相等。(1) 求該數(shù)字基帶信號的功率譜密度；(2) 能否用濾波法從該數(shù)字基帶信號中提取碼元同步所需的頻率fs=1/Ts的分量?若能，試計算該分量的功率。思路 將底部寬度為、高度為1的三角形時域函數(shù)表示為(t)，傅氏變換對為(t)據(jù)此式可求得本題中g(t)所對應的G(f)，再由式(5-3)即可求解。Ps(f)=fsP(1-P)(a1-a2)2G2(f)+f2s|Pa1+(1-P)a2|2G2(mfs)(f-mfs) (5-3)解： (1) P=0.5,a1=1,a2=0G(f)=Ps(f)=fsP(1-P)(a1-a2)2G2(f)+f2s|

12、Pa1+(1-P)a2|2G2(mfs)(f-mfs)=·+(f-mfs)(2) 頻率fs=1/Ts離散譜分量為所以可以用濾波法從該數(shù)字基帶信號中提取碼元同步所需要的頻率fs=1/Ts的分量，該分量的功率為S=2A2/4=0.02A215、某基帶系統(tǒng)的頻率特性是截止頻率為1 MHz、幅度為1的理想低通濾波器。(1) 試根據(jù)系統(tǒng)無碼間串擾的時域條件求此基帶系統(tǒng)無碼間串擾的碼速率。(2) 設此系統(tǒng)傳輸信息速率為3 Mbps，能否無碼間串擾?思路 此題需求系統(tǒng)的沖激響應。系統(tǒng)的頻率特性是一個幅度為1、寬度為0=4×106 rad/s的門函數(shù)(雙邊頻率特性)D0()，根據(jù)傅氏變換的

13、對稱性可得D0()=2×106Sa(2×106t)無碼間串擾的時域條件為式中，Ts為碼元間隔。所以，根據(jù)沖激響應波形就可確定此系統(tǒng)無碼間串擾的碼速率。設進制數(shù)為任意值，根據(jù)信息速率與碼速率之間的關系求3 Mbps所對應的碼速率，從而判斷傳輸3 Mbps信號有無碼間串擾。解: (1) h(t)=2×106Sa(2×106t)波形如下圖所示。由圖可知，當Ts=0.5 s/k(k為正整數(shù))時無碼間串擾，即此系統(tǒng)無碼間串擾的碼速率為 (2) 設傳輸獨立等概的M進制信號，則RB=(MBd)令=得M=8n(n=1,2,)即當采用8n進制信號時，碼速率RB= (MBd

14、)，可以滿足無碼間串擾條件。16、設某基帶傳輸系統(tǒng)具有右圖所示的三角形傳輸函數(shù)：(1) 當RB=0/時，用奈奎斯特準則驗證該系統(tǒng)能否實現(xiàn)無碼間串擾傳輸? (2) 求該系統(tǒng)接收濾波器輸出基本脈沖的時間表達式，并用此來說明(1)中的結論。思路 因RB=0/，即RB=2f0，無碼間串擾頻域條件如下式H(+ns)= (5-5)或 H(+ns)=C,為任意值 (5-6)對于此題給定的條件，有根據(jù)傅氏變換的對稱性，可得()由此式可求得本題所給系統(tǒng)的接收濾波器輸出基本脈沖時間表達式，再根據(jù)碼速率決定抽樣時刻，從而決定有無碼間串擾。解： (1) 方法一將H()在頻率軸上以20為間隔切開，由于H()的頻率范圍為

15、(-0,0)，故切開、平移、迭加后仍為H()，在|<0范圍內(nèi)H()不為常數(shù)，故系統(tǒng)有碼間串擾。方法二將H()向左右平移20的整數(shù)倍，如下圖所示?？梢娖揭坪蟾鲌D不重合，相加后不為常數(shù)，故碼速率為0/時有碼間串擾。(2) h(t)=Sa2此即為接收濾波器輸出基本脈沖時間表達式。因Ts=所以h(kTs)=可見 k=0,±1,±3,時，h(kTs)0，故有碼間串擾。17、若要求基帶傳輸系統(tǒng)誤比特率為10-6，求采用下列基帶信號時所需要信噪比(1) 單極性非歸零碼；(2) 雙極性非歸零碼；(3) 采用格雷碼的8電平雙極性非歸零碼；(4) 7電平部分響應信號。解： (1) Peb

16、=Q查Q(x)函數(shù)表得 =45所以（2）Peb=Q查Q(x)函數(shù)表得(3) Pb=Peb/log28=Pe/3由此得查Q(x)函數(shù)表得=4.75所以(4) 當部分響應為7電平信號時，此系統(tǒng)傳輸?shù)臑?進制信號Peb=Pe/log24=Pe/2由此得查Q(x)函數(shù)表得=4.75所以18、什么叫奈奎斯特準則？奈奎斯特準則:(理想低通特性) 數(shù)字脈沖的傳輸速率fb是等效理想低通信道截止率fc的兩倍，即以fb=2fc的速率傳輸信號時，可實現(xiàn)無碼間干擾傳輸。當數(shù)字信號序列通過某一信道傳輸時，無碼間干擾的極限速率是fb=2fc,信道最大傳輸利用率為2b/（s·Hz）19、簡述PCM30/32路基群

17、速率2Mb/s復接到STM-1的復接步驟解：標稱速率為2Mb/s的信號先進入C-12，作適配處理后的C-12輸出速率為2.224Mb/s，現(xiàn)加上VC-12POH便構成了VC-12,速率為2.24Mb/s.TU-12PTR用來指明VC-12相對于TU-12的相位，經(jīng)速率調(diào)整后和相位對準后的TU-12，速率為2.304Mb/s。再經(jīng)均勻的字節(jié)間插組成TUG-2（3×2.304Mb/s）,7個TUG-2經(jīng)同樣的單字節(jié)間插組成TUG-3（加上塞入字節(jié)后速率達49.536Mb/s）。然后由3個TUG-3經(jīng)單字節(jié)間插并加上高階POH和塞入字節(jié)后，構成VC-4凈負荷，速率為150.336Mb/s,再加上0.576Mb/s的AU-4 PTR就組成AU-4，速率為150.912Mb/s，單個AU-4直接進入AUG，一個AUG加上容量為 4.60