通信原理辅导及习题解析（第六版）
本章知识结构及内容小结
[本章知识结构]
图6－1 第6章知识结构框图
[知识要点与考点]
基本的数字基带信号波形有单、双极性不归零波形，单、双极性归零波形、差分波形与
多电平波形。
（2）数字基带信号的数学表达式 ①()()n
s
n s t a g t nT ∞
bbi-142
=-∞
=
-
∑
式中，()s t 为单极性时，n a 取0或＋1；()s t 为双极性时，n a 取＋1或－1。()g t 可取矩形 ②()()n
n s t s t ∞
=-∞
=
∑
（3）数字基带信号的功率谱密度
[]
2
122
12()(1)()()
()(1)()()
s s s s s s m P f f P P G f G f f PG mf P G mf f mf δ∞=-∞
=--++--∑
① 二进制数字基带信号的功率谱密度可能包含连续谱与离散谱。其中，连续谱总是存在，
根据连续谱确定信号带宽；在双极性等概信号时，离散谱不存在，根据离散谱确定直流
分量与定时分量；
② 二进制不归零基带信号的带宽为s f （1/s s f T =）；二进制归零基带信号的带宽为1/τ。 2．
常用传输码型
常用传输码型有三电平码（AMI 码、HDB3码）与二电平码（双相码、差分双相码、密勒码、CMI 码、块编码）。其中，AMI 码与HDB3码需要重点掌握。
（1）AMI 码
将消息码的“1”(传号)交替地变换为“+1”和“－1”，而“0”(空号)保持不变。
（2）HDB3码 ① 编码规则：当连0数目不超过3个时，同AMI 码；连0数目超过3时，将每4个连“0”
化作一小节，定义为B00V ；V 与前一个相邻的非0脉冲极性相同，相邻的V 码之间
极性交替。V 的取值为+1或-1；B 的取值可选0、+1或-1；V 码后面的传号码极性也要交替。
② 译码规则：寻破坏脉冲V 码，即寻两个相邻的同极性码，后一个码为V 码；V 码
与其之前的3个码一起为4个连0码；将所有-1变成+1后便得到原消息代码。 3． 数字基带系统组成与传输分析 （1） 系统组成
发送滤波器 接收滤波器
信道 连续谱
离散谱
图6－2 数字基带系统模型图
总传输特性为：()()()()T R H G C G ωωωω= 冲激响应为：1()()2j t h t H e d ωωωπ
∞
-∞
=⎰
。
（2）传输分析
漂浮箱抽样判决器对接收滤波器输出信号()r t 在第k 个码元抽样时刻，即0s t kT t =+上的抽样值为：
0000()()[()]()s k n s R s
r kT t a h t a h k n T t n kT t +=+-+++∑
4．
间串扰传输系统
（1） 间串扰条件 ① 时域条件
对数字基带系统冲激响应h (t )在时刻t = kTs 抽样，则满足间串扰的时域条件为：
1,
广告灯箱制作0()0,s k h kT k =⎧=⎨
⎩
为其他整数。 ②频域条件（奈奎斯特第一准则）
间串扰的基带传输特性满足：
2(), S i
s S
i H T T T ππωω+
=≤∑ 若系统传码率为B R ，则奈奎斯特第一准则的一般表达式为：
(2), B
B i
H i R C R
ωπωπ+⋅=≤⋅∑，式中
C 为常数。
（2）间串扰的传输特性 ①理想低通特性
传输特性为理想低通型，即：
,()0, S
s s T T H T πωωπω⎧
≤⎪⎪
=⎨
⎪>
⎪⎩
冲激响应为：
sin ()(/)S S S
t
T h t Sa t T t
T π
ππ
=
=，可见波形按照1/t 的速度衰减。
噪声干扰
奈奎斯特带宽1
Hz 2N s
f T =，奈奎斯特速率2B N R f =，最高频带利用率2B R B η==。
②余弦滚降特性
传输特性为：
(1),0(1)(1)()[1sin ()],
22(1)0,S S
S S S自制cd架
S S
S
T T T T H T T T T απωπ
απαπ
ωωωααπ
ω⎧
-≤<
⎪
⎪⎪-+=+-≤<
⎨⎪⎪
+≥
⎪
⎩
， 冲激响应为：
()222
sin /cos //14/S S
S S
t T t T h t t T t T παππα=
⋅-，式中滚降系数/N f f α∆=。 最大传输速率：,max 22()1B N B
R f Baud α
==+， 最大频带利用率：,max ,max 2
(/)1B B R Baud Hz B
测量电池内阻ηα
=
=
+。 （3）如何衡量基带传输系统以某速率传输时的性能 从以下四个角度去衡量： ①有间串扰； ②频带利用率；
③拖尾长短或时域波形衰减快慢：h(t)~t ； ④物理实现的难易程度。
表6－1 二进制数字基带系统的抗噪声性能【补充说明】（1）当比值/n A σ一定时，双极性系统误码率小，因此抗噪声性能好； （2）在等概条件下，双极性系统最佳判决门限不受信道特性变化影响；单极性系统最佳判决门限则易受信道特性影响。
7．眼图
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。通过眼图可以获得以下信息：
图6－3 眼图模型
调节臂
8．部分响应系统
（1）概念
部分响应系统是指通过合理地设计时域波形，人为的、有规律的在抽样时刻引入码间干扰，得到的既可以压缩频带，改善陡截止传输特性，又能够提高频带利用率，并加速时域波形的衰减速度的系统。 （2）部分响应波形的一般形式
[]
[]
1
2
sin
sin
()
sin
(1)()()
(1)s s s s
s
N
s s s s
s
t t T t N T T T T g t R R R t
t T t N T T T T π
π
π
ππ
π
---=+++---
(1)1
,
()0,s
N j m T s
m m s s T R e T G T ωπωωπω--=⎧≤⎪⎪=⎨
⎪>
⎪⎩
∑ 根据加权系数i R 的不同，可以得到不同种类的部分响应波形。 9．时域均衡
（1）原理
在接收滤波器和抽样判决器之间插入一个横向滤波器，其冲激响应为
()()T n
S
n h t C t nT δ∞
=-∞
=
-∑，则理论上就可消除抽样时刻上的码间串扰。
（2）准则与实现
通常采用峰值失真和均方失真来衡量。 6．重点、难点与考点
重点：数字基带传输系统的基本概念；
难点：数字基带信号的功率谱密度、部分响应系统、时域均衡；
考点：数字基带信号波形、数字基带信号功率谱密度、奈奎斯特第一准则、常用传输码型、数字基带系统抗噪声性能分析方法。
经典题型解析
基本题型I ：二进制数字基带信号功率谱密度的考察
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
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