数字基带传输系统

思考题

1.数字基带传输系统的基本结构及各部分的功能如何？

信道信号形成器（发送滤波器）：产生适合于信道传输的基带信号波形。

信道：是允许基带信号通过的媒质，通常为有线信道，如双绞线、同轴电缆等。

接收滤波器：用来接收信号，尽可能滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡，是输出的基带波形有利于抽样判决。

抽样判决器：在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻对接受滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。

定时脉冲和同步提取：用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接收信号中提取，位定时的准确与否将直接影响判决效果。

2.数字基带信号有哪些常用的形式？他们各有什么特点？他们的时域表示式如何？

单极性波形：极性单一；含有直流分量；长连“0或长连“1”串无同步信息

双极性波形：当“0”“1”等概出现无直流分量；长连“0或长连“1”串无同步信息

单极性归零波形：极性单一；有直流分量；高电平持续时间小于TB；长连“0或长连“1”串有同步信息

双极性归零波形：相邻脉冲之间有零电平间隔；有利于同步信息的提取

差分波形：利用相邻码元变化来表示代码；消除设备初始状态的影响

多电平波形：一个电平对应多位二进制代码；频带利用率高

3.研究数字基带信号功率谱的意义何在？信号带宽怎么确定？

通过频谱可以确定数字基带信号带宽还可以确定序列中是否含有直流和位定时分量，但是由于数字基带信号是一个随机脉冲序列，没有确定的频谱函数，所以只能用功率谱来描述他的频谱特性。二进制基带信号的带宽主要依赖单个码元波形的频谱函数。时间波形的占空比越小占用频带越宽。若以谱的第一个零点计算，NRZ基带信号的带宽为Bs=fB；RZ信号的带宽为Bs=2fB（占空比为1/2）（其中，fB为位定时信号的频率，数值上fB=RB）

4.构成AMI码和HDB3码的规则是什么？它们各有什么优缺点？

AMI码规则：将消息码“1”交替的变换为“+1”“-1”，而“0”保持不变；优点：没有直流成分，且高低频分量少，能量集中在频率为1/2码速处，编码电路简单，可利用传号极性交替这一规律观察无码情况；缺点：当出现长连“0”串时，信号的电平长时间不跳变，造成提取定时信号的困难。

HDB3码规则：（略）优点：除了具有AMI码优点外，同时还将连“0”码限制在3个以内，使得接受时能保证定时信息的提取。

5.简述双相码和差分双向码的优缺点。

双相码：它在每个码元间隔的中心点都存在电平跳变，所以含有丰富的位定时信息，且没有直流分量，编码过程简单，缺点是占用带宽加倍，使频带利用率降低。

差分双向码：解决双向码因极性反转而引起的译码错误。

6.什么事码间串扰？它是怎样产生的？对通信质量有什么影响？

码间干扰是由于系统传输特总特性不理想，导致前后码元的波形畸变、展宽，并使前面波形出现很长的拖尾，蔓延到当前码元的抽样时刻上，从而对当前码元的判决造成干扰。码间干扰严重时，会造成错误判决。

7.为了消除码间串扰，基带传输系统的传输函数应满足什么条件？其相应的冲激响应应具有什么特点？

传输函数中码间干扰项等于0。相应的冲激响应应具有特点：在时刻t=kTB抽样，k=0时h（kTB）=1，其他为0.

8.何谓奈奎斯特速率和奈奎斯特带宽？此时的频带利用率有多大？

把理想低通传输特性的带宽（1/2TB）称为奈奎斯特带宽，将该系统无码间串扰的最高传输速率1/TB称为奈奎斯特速率。

此时频带利用率为2。

9.什么是最佳判决门限电平？

在信号峰值和噪声功率一定的条件下，可以找到一个使误码率最小的判决门限电平，称为最佳门限电平。

10.在二进制基带传输过程中，有哪两种误码？它们各在什么情况下发生？

码间干扰造成的误码：频域不满足奈奎斯特第一准则。

高斯噪声造成的误码：信道加性噪声总是存在的。

11.当P（1）=P（0）=1/2时，对于传送单极性基带波形和双极性基带波形的最佳判决门限电平各是多少？为什么？

0和A/2；单极性信号存在直流分量。单极性的最佳判决门限电平为A/2，它易受信道特性变化的影响，而双极性信号与信号幅度无关，因而不随信道特性变化而变化。

12.无码间串扰时，基带系统的误码率与哪些因素有关？如何降低系统的误码率？

与信号峰值和噪声均方根值的比值有关。降低这个比值就可以降低误码率。

13.什么是眼图？它有什么用处？由眼图模型可以说明基带传输系统有哪些性能？具有升余弦脉冲波形的HDB3码的眼图应是什么样的图形？

所谓眼图是指通过用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方法；眼图可以定性反映码间串扰的大小和噪声的大小，眼图还可以用来指示接受滤波器的调整，以减少码间串扰，改善系统性能，还可以获得关于传输系统性能的许多信息。“单眼皮大眼睛”。

14.什么是部分响应波形？什么是部分响应系统？

部分响应波形：频率利用率高，“尾巴”衰减大、收敛快的传输波形；利用部分响应波形传输的基带系统又称为部分响应系统。

15.部分响应技术解决了什么问题？第四类部分响应的特点是什么？

实现2B/Hz的频带利用率，传输波形的“尾巴”衰减大和收敛快；第四类无直流分量，且低频分量小，便于边带滤波，实现单边带调制，因而在实际应用中，第四类部分响应用的最为广泛。

16.什么是频域均衡？什么是时域均衡？横向滤波器为什么能实现时域均衡？

频域均衡器是从校正系统的频域特性出发，利用一个可调滤波器的频域特性去补偿信道或系统的频域特性，使包括可调滤波器在内的基带系统的总特性接近无失真传输条件；

时域均衡器用来直接校正已失真的响应波形，使包括可调滤波器在内的整个系统的冲激响应满足无码间串扰条件。

横向滤波器利用它产生的无限多个响应波形之和，将接近滤波器输出端抽样时刻上有码间串扰的响应波形变换成抽样时刻上无码间串扰的响应波形。

17.时域均衡器的均衡效果是如何衡量的？什么是峰值失真准则？什么是均方失真准则？

峰值失真和均方失真是评价均衡效果的两种度量准则。峰值失真D是码间串扰最大可能值与有用信号样值之比。

最后

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