現(xiàn)代通信原理電子教案-附有練習(xí)習(xí)題：第03章-數(shù)字基帶調(diào)制與傳輸

現(xiàn)代通信原理〔第3版〕第3章

數(shù)字基帶調(diào)制與傳輸本章學(xué)習(xí)要求：了解：數(shù)字通信系統(tǒng)中幾種常用的二元、三元基帶數(shù)字信號如單極性歸零碼、單極性非歸零碼、雙極性歸零碼、雙極性非歸零碼、差分碼、AMI碼和HDB3碼等。掌握：對PCM脈沖編碼調(diào)制的抽樣、量化及編碼三個過程進行了詳細的分析，指出了模擬信號數(shù)字化的根本方法。其中還具體討論了抽樣過程中的自然抽樣和平頂抽樣、量化中的均勻量化和非均勻量化〔A律、μ律〕、13折線和15折線近似以及編碼中的A律13折線PCM編碼等問題并由PCM編碼引出了有關(guān)差分脈沖編碼調(diào)制〔DPCM〕和增量調(diào)制〔ΔM〕的根本原理介紹。掌握：計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲構(gòu)型掌握：計算機網(wǎng)絡(luò)的分類方法了解：典型的計算機網(wǎng)絡(luò)了解：詳細介紹了數(shù)字基帶傳輸過程中的一些問題，如基帶系統(tǒng)模型、理想低通系統(tǒng)、具有滾降特性的無碼間干擾的濾波器系統(tǒng)、信道均衡技術(shù)和局部響應(yīng)技術(shù)等，以及如何通過眼圖來衡量基帶傳輸系統(tǒng)的性能優(yōu)劣。了解：計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用帶來的社會問題3.1數(shù)字基帶信號的碼型及其功率譜1、數(shù)字基帶信號——未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信息代碼所對應(yīng)的電脈沖信號都是從低頻甚至直流開始的。2、數(shù)字信號的基帶傳輸——在某些有線信道中，尤其是近距離情況下，數(shù)字基帶信號可以不經(jīng)過調(diào)制直接傳輸，而這個傳輸系統(tǒng)就是基帶傳輸系統(tǒng)。3、碼型——確定碼元的脈沖波形及碼元序列的格式。4、碼型變換——數(shù)字信息的電脈沖表示過程。5、根據(jù)一般信道的特點，選擇傳輸碼的碼型時，主要應(yīng)考慮以下幾點：〔1〕碼型中低頻和高頻頻率的分量應(yīng)盡量少，尤其頻譜中不能含有直流分量；〔2〕碼型中應(yīng)包含定時信息：不能有長的連0碼或連1碼，以便提取同步定時信息；〔3〕碼型變換設(shè)備必須簡單而且可靠；〔4〕碼型具有一定的檢錯能力：假設(shè)傳輸碼型有一定的規(guī)律，接收方就可以根據(jù)這一規(guī)律進行檢測，以判斷接收信碼的正確與否；〔5〕碼型變換應(yīng)與信源的統(tǒng)計特性無關(guān)。3．1．1二元碼最簡單的二元碼基帶信號波形為矩形，只有兩種幅度電平取值，分別對應(yīng)于二進制代碼的“1〞和“0〞。3．1．1．1單極性非歸零碼單極性非歸零碼簡稱單極性碼如圖a所示，其中“1〞和“0〞分別對應(yīng)正電壓和零電位〔或負電壓和零電位〕，整個碼元期間電平保持不變。這是一種最簡單的傳輸碼，但其性能較差，只適于極短距離的傳輸，故很少采用。3．1．1．2雙極性非歸零碼雙極性非歸零碼簡稱雙極性碼如圖〔b〕所示，該碼用正電平和負電平分別表示1和0，在整個碼元期間電平保持不變。3．1．1．3單極性歸零碼單極性歸零碼如圖〔c〕所示，常記作RZ碼。該碼在發(fā)送1時僅在整個碼元期間T內(nèi)只持續(xù)一段時間τ的高電平，其余時間內(nèi)那么返回到零電平；發(fā)送0時就直接用零電平表示。稱高電平持續(xù)時間和整個碼元周期之比為占空比，通常使用半占空碼，即其。3.1.1.4雙極性歸零碼

雙極性歸零碼如圖3—1〔d〕所示，用正極性的歸零碼和負極性的歸零碼分別表示1和0。這種碼兼有雙極性和歸零的特點。圖3—2是典型的矩形波的功率譜。其分布似花瓣狀，第一個過零點之內(nèi)的花瓣最大，稱為主瓣，其余的稱為旁瓣。主瓣內(nèi)集中了信號的絕大局部功率，所以主瓣的寬度可以作為信號的近似帶寬，通常稱為譜零點帶寬。3.1.2差分碼1、在差分碼中，1、0分別用相鄰碼元電平是否發(fā)生跳變來表示。假設(shè)用相鄰電平發(fā)生跳變來表示碼元1，那么稱之為傳號差分碼，記做NRZ〔M〕碼。如圖〔e〕所示。假設(shè)用相鄰電平發(fā)生跳變來表示碼元0，就叫做空號差分碼，記為NRZ〔S〕碼。如圖〔f〕所示。2、由于它用電平的變化而非電平的大小來傳輸信息，即它的信碼1、0與電平之間不存在絕對對應(yīng)關(guān)系，它可以解決相位鍵控同步解調(diào)時因接收端本地載波相位倒置而引起的信息1、0倒換問題即相位模糊現(xiàn)象，故差分碼得到廣泛應(yīng)用。由于差分碼中的電平僅具有相對意義，因而又稱之為相對碼。3.1.3非歸零單極性碼的功率譜

1、設(shè)信碼0、1等概率出現(xiàn)，單個1碼的波形是幅度為A的矩形脈沖，時域波形如下圖。2、設(shè)二元碼表達式為：設(shè)單個1碼的波形為，單個0碼的波形為。非歸零單極性碼的功率譜可表示為：功率譜的第一個過零點在處。因此，單極性不歸零碼的譜零點帶寬為：3.1.4非歸零、雙極性碼的功率譜1、雙極性非歸零碼的波形2、非歸零雙極性碼的功率譜其頻譜中沒有離散分量，功率譜中的第一個過零點在處，因此，雙極性不歸零碼的譜零點帶寬為：3.1.5偽三元碼及其功率譜

三元碼指的是用信號幅度的三種取值〔+A，0，﹣A〕或〔+1，0，﹣1〕來表示二進制信碼。3.1.5.1傳號交替反轉(zhuǎn)碼AMI碼1、二進制碼元0用0電平表示，二進制碼元1那么交替地用+1和﹣1的半占空歸零碼表示，如圖〔a〕所示。圖3—5偽三元碼波形AMI碼的功率譜如圖3—6所示，顯然，該功率譜無直流分量，低頻分量也較小，能量主要集中在頻率為碼速處。圖3—6AMI碼和HDB3碼的功率譜HDB3碼的全稱是三階高密度雙極性碼。它的編碼原理是：先把二進制碼變換成AMI碼，然后去檢查AMI碼的連0串情況，當(dāng)沒有4個以上連0碼時，該AMI碼就是HDB3碼；當(dāng)出現(xiàn)了4個以上的連0碼時，那么將每4個連0碼組成的一小段中的第4個0變換成與其前一個非0符號〔+1或﹣1〕同極性的符號。AMI碼和HDB3碼的功率譜如圖3—6所示。3.1.5.2HDB3碼3.2脈沖編碼調(diào)制PCM1、脈沖編碼調(diào)制〔PCM〕——一種將模擬信號變換成數(shù)字信號的編碼方式。PCM在光纖通信、數(shù)字微波通信及衛(wèi)星通信中都得到了廣泛的應(yīng)用。2、PCM過程主要包括抽樣、量化和編碼三個步驟。抽樣把在時間上連續(xù)模擬信號轉(zhuǎn)換成時間上離散而幅度上連續(xù)的抽樣信號；量化那么把幅度上連續(xù)的抽樣信號轉(zhuǎn)換成幅度上離散的量化信號；編碼那么是把時間和幅度都已離散的量化信號用二進制碼組表示。3、從調(diào)制的觀點來看，PCM就是以模擬信號為調(diào)制信號，對二進制脈沖序列進行載波調(diào)制，從而改變脈沖序列中各個碼元的取值。所以，通常也把PCM叫做脈沖編碼調(diào)制，簡稱脈碼調(diào)制。3.2.1抽樣和抽樣定理星型1、將時間上連續(xù)的模擬信號變?yōu)闀r間上離散的抽樣值的過程就是抽樣。2、抽樣定理——主要討論能否由離散的抽樣值序列重新恢復(fù)原始模擬信號的問題3.2.1.1低通型信號抽樣定理1、低通型信號的抽樣定理是：一個頻帶限制在內(nèi)的連續(xù)信號，如果抽樣頻率大于或等于，那么可以被所得到的抽樣值完全確定。2、設(shè)為一個頻帶限制在內(nèi)的低通信號，抽樣脈沖序列是一個周期性沖擊函數(shù)，那么抽樣信號可看成是和相乘的結(jié)果，接收端可通過截止頻率為的低通濾波器來恢復(fù)原信號，如圖3—8所示。圖3—7抽樣信號的形成過程圖3—8抽樣與恢復(fù)

3.2.1.2帶通型信號的抽樣定理1、帶通信號的抽樣定理：假設(shè)帶通信號的上截止頻率為，下截止頻率為，此時并不一定需要抽樣頻率到達2或更高。只要此時的抽樣頻率滿足：那么接收端就可以完全無失真地恢復(fù)出原始信號。其中，-，；為不超過的最大正整數(shù)。3．2．1．3自然抽樣1、脈沖調(diào)制——用基帶信號去改變脈沖序列的某些參數(shù)來完成。2、根據(jù)基帶信號改變脈沖序列信號的參數(shù)〔幅度、寬度、時間位置〕的不同，可把脈沖調(diào)制分為：脈幅調(diào)制〔PAM〕；〔脈幅調(diào)制PAM是根底〕脈寬調(diào)制〔PDM〕；脈位調(diào)制〔PPM〕。3、自然抽樣是指抽樣脈沖期間抽樣信號的頂部保持原來被抽樣的模擬信號的變化規(guī)律，也稱之為曲頂抽樣，其實現(xiàn)方式很簡單，直接用窄脈沖序列與模擬信號相乘即可。圖3—10自然抽樣4、自然抽樣過程的波形及其所對應(yīng)的頻譜如圖3—10所示。從圖中可以看出，接收端只需使用相應(yīng)的低通濾波器，便可從抽樣信號中無失真地恢復(fù)出原始信號。3．2．1．4平頂抽樣1、平頂抽樣或瞬時抽樣——在抽樣期間內(nèi)使輸出的抽樣信號幅度保持不變。2、實際抽樣過程中，平頂抽樣是先通過窄脈沖序列完成自然抽樣后，再利用脈沖形成電路來實現(xiàn)的。3、理論上平頂抽樣可分解為如下兩步來進行：第一，理想抽樣；第二，用一個沖擊響應(yīng)為矩形的網(wǎng)絡(luò)對抽樣值進行幅度值保持〔即脈沖形成電路〕，其電路框圖如圖3—11所示。平頂抽樣信號如圖3—12所示。圖3—11平頂抽樣的產(chǎn)生原理圖3—12平頂抽樣信號3．2．2量化1、對抽樣信號的幅度進行離散化處理的過程就是量化，完成量化過程的器件就叫做量化器。2、量化的過程可用圖3—14所示的方框圖表示。3、量化器輸出和輸入之間的關(guān)系稱為量化特性。一個理想的線性系統(tǒng)其輸出——輸入特性是一條直線，量化器的輸出——輸入特性那么是階梯形曲線。相鄰兩個階梯面之間的距離為階距。均勻量化器由于階距相等，其特性曲線呈等間距跳躍的形式，如圖3—15。非均勻量化器的特性曲線是不等間距地跳躍的。根據(jù)各階梯面的位置，特性曲線又可分為中升型和中平型。圖3—15均勻量化特性和量化誤差

3.2.2.2非均勻量化1、量化間隔不相等的量化就是非均勻量化，它是根據(jù)信號的不同區(qū)間來確定量化間隔的。2、從理論分析的角度，非均勻量化可以認(rèn)為是先對信號進行非線性變換，然后再進行均勻量化的結(jié)果，如圖3—16所示。圖3—16非均勻量化3、由于和分別具有把信號幅度范圍壓縮與擴張的作用，所以常把的變換過程稱為壓縮，其逆變換那么叫做擴張。4、采用壓縮律和壓縮律兩種壓縮特性，具有對數(shù)特性且通過原點呈中心對稱的曲線?！?〕A律對數(shù)壓縮特性定義為：圖3—18對數(shù)壓縮特性律對數(shù)壓縮的特性曲線,如圖3—18(a)所示，在國際標(biāo)準(zhǔn)中取〔2〕μ律對數(shù)壓縮特性定義為：特性曲線如圖3—18(b)所示。5、以μ律為例來說明壓縮律特性對小信號量化信噪比的改善程度。根據(jù)計算得到量化信噪比改善程度與輸入電平的關(guān)系如圖3—19所示。圖3—19有無壓縮的比較曲線由圖3—19可見：無壓縮時，信噪比隨輸入信號的減小迅速呈直線趨勢下降；有壓縮時，雖然大信號時的信噪比低于無壓縮時，但整個信噪比隨輸入信號的下降明顯緩慢。假設(shè)要求量化器輸出信噪比大于26dB：對于即無壓縮的情況，輸入信號必須大于–18dB；對于，輸入信號只要大于–36dB即可?？梢?，采用壓縮量化器提高了小信號的信噪比，雖然大信號時信噪比有所損失，但由于大信號的信號功率比較大而對其影響不大，從而擴大了輸入信號的動態(tài)范圍。6、對數(shù)壓縮特性的折線近似

律壓縮特性采用13折線近似，該折線是一個奇對稱的圖形，如圖3—20所示，圖中只畫出了輸入信號為正時的情形。輸入信號幅度的歸一化范圍為〔0，1〕，將其不均勻地劃分為8個區(qū)間，每個區(qū)間的長度按照1/8倍的關(guān)系遞減。圖3—20A律13折線

3．2．3編碼把量化后的信號電平值轉(zhuǎn)換成二進制碼組的過程叫做編碼，其逆過程那么為譯碼。3．2．3．1二進制碼組的選取PCM編碼常用的二進制碼組有自然二進制碼組、折疊二進制碼組和格雷二進制碼組，自然二進制碼就是一般十進制正整數(shù)的二進制表示。折疊二進制碼的第一位那么用來表示信號的正負極性，從第二位開始表示信號幅度絕對值的大小，一般第一位用1、0分別表示正、負。格雷碼是對于任何相鄰的十進制數(shù)值，其相應(yīng)的二進制格雷碼碼組之間必然只有一位碼元發(fā)生變化。3．2．3．2A律13折線PCM編碼1.負方向共有16個段落，每一個段落內(nèi)又均勻地劃分出16個量化級，總的量化級數(shù)為個，取編碼位數(shù)。設(shè)該8位PCM碼的排序為：M1M2M3M4M5M6M7M8第1位M1為極性碼，1代表正極性，0代表負極性。第2至8位根據(jù)信號幅度抽樣量化后的絕對值大小進行編碼，第2至4位M2M3M4為段落碼，該3位碼表示8個段落的起始電平值，即確定出信號位于8段中的哪個段落。第5至8位碼M5M6M7M8為段內(nèi)碼，表示信號絕對值在段內(nèi)16個量化級中的哪一個量化級上。是一種將壓縮、量化和編碼合為一體的編碼方法。2.13折線的非線性PCM編碼可由逐次比較型編碼器實現(xiàn)，如圖3—22所示。其電路由整流器、保持電路、比較器和本地譯碼電路等局部組成。圖3—22逐次比較型編碼器3．3PCM系統(tǒng)的噪聲1、PCM通信系統(tǒng)中重建信號不可防止的主要誤差來自模/數(shù)和數(shù)/模變換過程，即量化過程，信號的失真主要是量化失真。2、信道干擾主要有乘性干擾和加性干擾。乘性干擾與信道特性有關(guān)，信道理想的前提下可被忽略；加性干擾來自干擾源的鼓勵或輻射影響。影響接收端對信號碼元的準(zhǔn)確判決，從而造成誤碼；影響接收端位同步和幀同步脈沖的準(zhǔn)確性，從而進一步引起誤碼。3、假設(shè)僅為量化引起的噪聲，即量化噪聲；為加性干擾引起的加性噪聲。系統(tǒng)的抗噪聲性能與信號噪聲比有關(guān)，系統(tǒng)總的信噪比的定義為：信噪比愈大，系統(tǒng)的抗噪聲性能愈好。只考慮由加性噪聲引起誤碼時，系統(tǒng)的輸出信噪比為：

由誤碼引起的信噪比與誤碼率成反比。3．4差分脈沖編碼調(diào)制DPCM

3．4．1差分脈沖編碼調(diào)制DPCM的原理差分脈沖編碼調(diào)制〔DPCM〕考慮了模擬信號抽樣后的幅度樣值中仍然保存的相關(guān)性，即前面的幅度樣值中包含有后面樣值的大局部信息，利用前面的幅度樣值來對后面的幅度樣值進行編碼，大大降低了模擬信號編碼的位數(shù)，使信息傳輸?shù)谋忍芈室搽S之減小。圖3—24表示DPCM的原理3．4．2DPCM的編、譯碼過程

1、圖〔a〕為DPCM方式的編碼器的方框圖。開始時，積分保持電路輸出為零，第一個抽樣的幅度樣值產(chǎn)生后直接通過第一個相加器送量化級。量化級的輸出為的量化值，把分成兩路，一路送到編碼器編成信碼送出；另一路送到第二個相加器。當(dāng)?shù)诙€抽樣幅度樣值到達第一個相加器后，與積分保持電路輸出的保持值相減得到，接著對進行量化，量化后的輸出仍分成兩路，一路經(jīng)編碼輸出，另一路又到達第二個相加器，與保持值相加后得到，積分保持電路那么重新保持的值。接著第三個幅度樣值又到達第一個相加器，重復(fù)進行的處理過程，輸出端那么不斷輸出除以外的、……等差值信號的PCM編碼。2、在圖(b)所示的DPCM譯碼器那么完成與上述編碼器相反的工作過程。從接收信號中恢復(fù)出差值，再把它與積分保持電路保持的的值相加，得到的量化值;再通過低通濾波器輸出;恢復(fù)原始模擬信號。3．4．3DPCM的性能

話音信號的傳輸處理在保持相同話音質(zhì)量的條件下，DPCM的編碼比特速率要比PCM的低；當(dāng)編碼位數(shù)n≥4時，DPCM系統(tǒng)傳送話音的量化信噪比要比PCM的高6dB。帶寬為1兆赫的黑白可視圖像信號按抽樣定理計算，抽樣頻率應(yīng)不小于2兆赫；采用DPCM方式時，每個樣值只需編成3位碼，即只需比特速率6Mbps就可以到達16Mbps的PCM所能到達的圖像質(zhì)量。3．5增量調(diào)制ΔM〔DM〕3．5．1增量調(diào)制原理1、增量調(diào)制〔ΔM〕將模擬信號變換成每個抽樣值僅與一位二進制編碼對應(yīng)的數(shù)字信號序列，在接收端只需要一個線性網(wǎng)絡(luò)便可復(fù)制出原模擬信號。2、—一個頻帶有限的模擬信號如下圖?！A梯波形來逼近。只要時間間隔和臺階都很小，和將會相當(dāng)?shù)亟咏?。如增量調(diào)制波形示意圖所示。圖3—26增量調(diào)制波形示意圖

3、ΔM信號的譯碼問題——在接收端由二元碼序列恢復(fù)出階梯波形的問題。接收端每收到一個“1〞碼就使譯碼輸出上升一個值；收到“0〞碼那么使輸出下降一個；連續(xù)收到“1〞碼〔或“0〞碼〕就使輸出一直上升〔或下降〕，這樣就可以近似地復(fù)制出階梯波；可由一個積分器來完成。圖〔a〕是一個積分器示意圖。圖〔b〕表示了該積分器的輸入、輸出波形。圖〔c〕所示的RC積分器，其時間常數(shù)，且遠大于輸入二元碼的脈沖寬度。4、ΔM的編碼一個簡單的ΔM編碼器組成如下圖工作過程如下：利用相減器對輸入的和進行相減，然后在抽樣脈沖作用下將相減結(jié)果進行極性判決。對于給定抽樣時刻，有如下判決規(guī)那么：，那么判決輸出“0〞碼，那么判決輸出“1〞碼3．5．2增量調(diào)制的量化噪聲

3．5．2．1過載量化噪聲1、過載量化噪聲發(fā)生在模擬信號斜率陡變時，由于臺階是固定的，而且單位時間內(nèi)臺階數(shù)也是確定的，階梯電壓波形就跟不上信號的變化，形成了很大失真的階梯電壓波形。2、最大跟蹤斜率為：其中，抽樣時間間隔為,抽樣頻率3、為了不發(fā)生過載現(xiàn)象，必須使和的乘積到達一定的數(shù)值，以使信號的實際斜率不超過這個數(shù)值，通常可用增大或來到達。3．5．2．2一般量化噪聲

如果沒有發(fā)生上述過載的情況，那么模擬信號與階梯波形之間的誤差引起的就是一般量化噪聲，如圖〔a〕所示。小或大那么一般量化噪聲就大，反之，大或小那么一般量化噪聲也小。3．6數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)及其誤碼率

3．6．1數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1、基帶信號——系統(tǒng)對信號沒有進行調(diào)制與解調(diào)。系統(tǒng)模型如下圖發(fā)送濾波器的作用是將形成適合信道傳輸?shù)牟ㄐ巍＝邮諡V波器的作用就是盡量抑制傳輸過程中疊加的噪聲，并使發(fā)生畸變的波形得以改善。抽樣判決器是為了進一步提高接收系統(tǒng)可靠性而設(shè)置的，它一般由抽樣器和門限檢測器組成。3．6．2升余旋滾降濾波器

1、為使基帶脈沖傳輸系統(tǒng)獲得足夠小的誤碼率，必須最大限度地減小碼間干擾和隨機噪聲的影響。2、系統(tǒng)的輸出僅依賴于發(fā)送濾波器至接收濾波器的傳輸特性，即基帶傳輸特性：3、以為中心，具有奇對稱升余弦形狀過渡帶的這一類無碼間干擾波形，通稱為升余弦滾降信號，具有升余弦滾降信號特性的濾波器那么稱為升余弦滾降濾波器,其特性如以下圖所示。當(dāng)0<<1時，升余弦滾降的可表示為其為：越大，那么系統(tǒng)沖擊響應(yīng)波形衰減越快，濾波器實現(xiàn)越容易，但頻帶利用率越低；反之，越小，沖擊響應(yīng)波形衰減就越慢，頻帶利用率那么越高。

圖3—35幾種基帶傳輸系統(tǒng)特性3．6．3碼率和誤碼率

3．6．3．1碼率1、碼率又稱傳碼率，它是衡量一個數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸速度快慢的指標(biāo)之一，其定義為每秒鐘傳送碼元的數(shù)目，單位是“波特〞，通常用符號表示。2、二進制與進制的碼元速率之間有如下轉(zhuǎn)換關(guān)系：其中，二進制碼元速率進制碼元速率3．6．3．2誤碼率1、誤碼率是指接收到的錯誤的碼元數(shù)在總傳送碼元數(shù)中所占的比例，它表示了碼元在傳輸系統(tǒng)中被傳錯的概率，一般用表示。3．6．3．3最正確閾值最正確閾值是指使誤碼率通常最小時的判決門限電平，又稱為最正確門限電平。3．6．4誤碼率的一般公式

1、如果基帶傳輸系統(tǒng)無碼間干擾又無噪聲影響，那么接收端的判決電路就能夠無過失地恢復(fù)出原始的發(fā)送基帶信號。但信道中不可能沒有加性噪聲，即使是消除了碼間干擾，判決電路也會因干擾而很難做到無過失地恢復(fù)原始信號。2、采用雙極性基帶波形的情況基帶傳輸系統(tǒng)總誤碼率為：系統(tǒng)總誤碼率依賴于信號峰值A(chǔ)與噪聲均方根值之比，而與采用什么樣的信號形式無關(guān)，比值越大，系統(tǒng)總誤碼率就越小。3、采用單極性基帶波形，那么分別可求得最正確判決門限和誤碼率為：3．6．5眼圖1、眼圖分析方法為了衡量基帶傳輸系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，在實驗室中，通常用示波器觀察接收信號波形的方法來分析碼間串?dāng)_和噪聲對系統(tǒng)性能的影響。

2、具體做法：用一個示波器跨接在接收濾波器的輸出端，然后調(diào)整示波器水平掃描周期，使其與接收碼元的周期同步，從示波器顯示的圖形上觀察出碼間干擾和噪聲的影響，從而估計出系統(tǒng)性能的優(yōu)劣程度。

3、眼圖模型

抽樣時刻應(yīng)是“眼睛〞張開最大的時刻；誤差的靈敏度可由眼圖的斜邊之斜率決定，斜率越陡，受定時誤差的影響就越大；圖中陰影區(qū)的垂直高度表示信號畸變范圍；圖中央的橫軸位置就對應(yīng)最正確判決門限電平；在抽樣時刻，上下兩陰影區(qū)之間的間隔距離的一半為系統(tǒng)的噪聲容限，假設(shè)噪聲的瞬時值超過這個容限，就會發(fā)生錯誤判決。3．7信道均衡及局部響應(yīng)系統(tǒng)

3．7．1時域均衡及其功能1、對系統(tǒng)中的線性失真進行校正的過程就叫做均衡實現(xiàn)均衡的濾波器就是均衡濾波器。2、均衡分為頻域均衡和時域均衡兩類。頻域均衡，就是使包括均衡器在內(nèi)的整個系統(tǒng)的總傳輸函數(shù)滿足無失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件。時域均衡是直接從時間響應(yīng)考慮，使包括均衡器在內(nèi)的整個系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)滿足無碼間串?dāng)_的條件。3、時域均衡的根本思想可用以下圖的波形進行簡單說明。利用波形補償?shù)姆椒▽κд娌ㄐ沃苯蛹右孕Ｕ?，可以通過觀察波形的方法直接進行調(diào)節(jié)。4、按調(diào)整均衡濾波器的方式，時域均衡可分為手動均衡和自動均衡兩種；自動均衡又可細分為預(yù)置式自動均衡和自適應(yīng)式自動均衡。預(yù)置式均衡是在實際數(shù)據(jù)傳輸之前，先傳輸預(yù)先規(guī)定的測試脈沖，然后按照迫零調(diào)整的原理自動或手動地分別調(diào)整各抽頭增益；自適應(yīng)式均衡那么是在數(shù)據(jù)傳送的過程中，連續(xù)測量輸出信號與最正確調(diào)整值之間的誤差，并以此為依據(jù)來調(diào)整各抽頭增益。3．7．2局部響應(yīng)系統(tǒng)概念

1、有控制地在某些碼元的抽樣時刻引入碼間干擾，而在其余碼的抽樣時刻無碼間干擾，就能使頻帶利用率提高到理論上的最大值波特/赫茲，同時又可以降低對定時精度的要求。通常把這種波形稱為局部響應(yīng)波形，利用局部響應(yīng)波形進行傳送的基帶傳輸系統(tǒng)稱為局部響應(yīng)系統(tǒng)。2、對相鄰碼元的取樣時刻產(chǎn)生同極性串?dāng)_的波形稱為第一類局部響應(yīng)波形。3、第一類局部響應(yīng)系統(tǒng)組成方框圖整個處理過程可概括為“預(yù)編碼—相關(guān)編碼—模2處理〞三步。3.8有線電視播送系統(tǒng)簡介目前的有線電視網(wǎng)，絕大多數(shù)是光纖/同軸電纜混合網(wǎng)〔HFC網(wǎng)〕，帶寬為450～850MHz，傳送約80套模擬節(jié)目。3．8．1有線電視簡介3．8．1．1有線電視歷史有線電視網(wǎng)、電信網(wǎng)和計算機網(wǎng)已經(jīng)開始“三網(wǎng)融合〞3．8．1．2我國有線電視網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀現(xiàn)階段我國有線電視接入網(wǎng)大多數(shù)采用光纖/同軸電纜混合網(wǎng)HFC模式，同時運用ATM、寬帶IP、CableModem、CablePhone、機頂盒STB等技術(shù)，為大容量信息業(yè)務(wù)的承載傳輸和運營提供支持。有線電視產(chǎn)業(yè)大致包括有線電視專業(yè)頻道效勞，市場很大，社會需求也十分強烈，主要用于社會教育、專業(yè)教育和體育等；有線電視網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和器材；有線電視網(wǎng)絡(luò)傳輸效勞。3．8．1．3有線電視系統(tǒng)分類按頻道帶寬劃分，可分為鄰頻系統(tǒng)〔300、450、550、750、860MHZ〕和隔頻系統(tǒng)〔全頻道分段調(diào)節(jié)系統(tǒng)〕；按信號傳輸所使用的介質(zhì)劃分，可分為全同軸電纜和光纖/同軸電纜混合系統(tǒng)HFC、光纖到大樓FTTB、光纖到效勞區(qū)、光纖到路邊、光纖到戶〔FTTH〕等系統(tǒng)；按電視信號的調(diào)制接入方式，分為調(diào)頻傳輸系統(tǒng)FM、微波寬帶傳輸系統(tǒng)AML、本地多點分配業(yè)務(wù)LMDS、多路微波分配系統(tǒng)MMDS；按構(gòu)成有線傳輸電視系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以將其分為星型、環(huán)型、網(wǎng)狀和混合型系統(tǒng)。3．8．1．4播送電視節(jié)目制作傳播流程播送電視信號從制作開始到用戶收看為止，包括節(jié)目制作；節(jié)目播出；節(jié)目傳送；信號發(fā)射；信號監(jiān)測；信號接收完成從把聲音、圖像轉(zhuǎn)換為可傳播的信息載體，通過傳播、接收，在接收端再復(fù)原成聲音和圖像。3．8．2有線電視信號

3．8．2．1播送電視信號組成播送電視信號主要包括聲音和圖像兩類信號。聲音信號是指人的耳朵可以感覺到的那局部信號，其頻率范圍主要在50Hz～10KHz之間。圖像信號主要指PAL制式下的彩色全電視信號視頻信號：頻率范圍為0～，包括亮度信號、色度信號、同步信號和消隱信號；音頻副載波：彩色副載波信號音頻副載波是頻率的信號，彩色副載波那么是載頻的信號。3．8．2．2地面有線播送電視信號地面有線播送電視系統(tǒng)使用的頻段應(yīng)選在超短波范圍、米波和分米波。我國確定的有線播送電視系統(tǒng)選用頻段為甚高頻VHF和超高頻UHF兩個，其頻率范圍分別如下。甚高頻VHF——〔48～223MHz〕超高頻UHF——〔470～960MHz〕有線播送電視系統(tǒng)圖像信號采用殘留邊帶(VSB)調(diào)幅，伴音信號采用調(diào)頻方式。以8MHz為間隔，我國電視頻道在VHF和UHF頻段共分為68個頻道，其中，頻率為92～167MHz、566～606MHz的局部供調(diào)頻播送和無線電通信使用〔調(diào)頻播送使用88～108MHz，其中88～92MHz頻帶內(nèi)可以安排電視頻道〕。3．8．3電視信號傳輸

電視信號的傳輸可分為基帶傳輸和頻帶傳輸兩種?；鶐鬏斢糜诮嚯x傳輸?shù)那闆r，它將視頻〔V〕/音頻〔A〕信號分別傳輸。頻帶傳輸方式，即將A/V信號合成后，再經(jīng)過頻帶調(diào)制后進行傳輸，其調(diào)制方式：模擬調(diào)頻模擬調(diào)幅數(shù)字調(diào)制有線電視傳輸系統(tǒng)中，要實現(xiàn)真正遠距離的信號傳輸，一般首先都要通過微波中繼、電視差轉(zhuǎn)和衛(wèi)星電視播送三種方式來進行大范圍傳播。3．8．4有線電視系統(tǒng)

3．8．4．1有線電視系統(tǒng)構(gòu)成1、有線電視系統(tǒng)的組成信號源：提供傳送播送電視信號節(jié)目的源頭；前端：位于信號源與干線傳輸系統(tǒng)之間的信號處理和轉(zhuǎn)換設(shè)備；干線傳輸：是有線電視系統(tǒng)的重要組成局部，它擔(dān)負向分前端及用戶分配網(wǎng)絡(luò)高質(zhì)量地傳送信號的功能；分配網(wǎng)絡(luò)：把干線傳輸來的電視信號經(jīng)分配系統(tǒng)均勻地送到千家萬戶。2、有線電視系統(tǒng)常用的主要設(shè)備與器材主要包括接收天線、接收機、解調(diào)器和解碼器〔適配器〕、調(diào)制器、信號處理器、混合器、放大器、分支分配器、用戶終端盒、同軸電纜、光纜、光發(fā)射機、光放大器、光接收機，光隔離器等。3．8．4．2有線電視系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

1、信噪比和載噪比影響電視節(jié)目收看質(zhì)量的主要有滾道干擾〔50Hz～幾百Hz的市電和電源干擾〕網(wǎng)狀干擾〔幾KHz～幾十MHz的中、短波信號、等空中無線電信號干擾〕，由日光燈、發(fā)動機和高頻設(shè)備產(chǎn)生的雪花和橫線干擾。用信噪比和載噪比衡量電視傳輸系統(tǒng)對噪聲、干擾的抵抗能力：信噪比表示視、音頻信號的功率與噪聲功率之比載噪比表示高頻載波與噪聲的相對強度，是恒量射頻信號通道傳輸質(zhì)量的重要指標(biāo)，也反映了音、視頻信號經(jīng)過傳輸解調(diào)后的信號質(zhì)量2、電視信號的圖像質(zhì)量等級3、非線性失真衡量系統(tǒng)本身在信號傳輸過程中對信號的損傷程度的，主要包括：交擾調(diào)制比CM：是一個信號被另一個信號的振幅所調(diào)制、并落在調(diào)制載波的同一個頻道內(nèi)，而形成兩個信號的相互干擾，它不產(chǎn)生新的頻率；載波互調(diào)比IM：是多個信號的載波互調(diào)后，落入某一個電視頻道中對視頻信號形成的斜紋干擾。小結(jié)1、介紹了數(shù)字通信系統(tǒng)中幾種常用的二元、三元基帶數(shù)字信號如單極性歸零碼、單極性非歸零碼、雙極性歸零碼、雙極性非歸零碼、差分碼、AMI碼和HDB3碼等。2、詳細介紹了數(shù)字基帶傳輸過程中的一些問題，如基帶系統(tǒng)模型、理想低通系統(tǒng)、具有滾降特性的無碼間干擾的濾波器系統(tǒng)、信道均衡技術(shù)和局部響應(yīng)技術(shù)等，以及如何通過眼圖來衡量基帶傳輸系統(tǒng)的性能優(yōu)劣。3、對PCM脈沖編碼調(diào)制的抽樣、量化及編碼三個過程進行了詳細的分析，指出了模擬信號數(shù)字化的根本方法。其中還具體討論了抽樣過程中的自然抽樣和平頂抽樣、量化中的均勻量化和非均勻量化〔A律、μ律〕、13折線和15折線近似以及編碼中的A律13折線PCM編碼等問題并由PCM編碼引出了有關(guān)差分脈沖編碼調(diào)制〔DPCM〕和增量調(diào)制〔ΔM〕的根本原理介紹。實驗實訓(xùn)2常見基帶碼型及變換一、實訓(xùn)目的通過觀察和比照分析，掌握常見的數(shù)字基帶傳輸碼型的編碼規(guī)那么，理解利用FPGA實現(xiàn)碼型變換的方法，進一步熟悉NRZ碼、RZ碼、BRZ碼、BNRZ碼、AMI碼、HDB3碼的波形。本實訓(xùn)需信號源、20M雙蹤示波器、頻率計各一臺，以及相關(guān)的基代傳輸信號碼型變換電路模塊。二、實訓(xùn)原理1、常見基帶碼編碼規(guī)那么①單極性不歸零NRZ碼：用高、低電平分別表示二進制信息“1〞和“0〞，在整個碼元期間電平保持不變，如圖〔a〕所示。②單極性歸零RZ碼：發(fā)送“1〞時在整個碼元期間高電平只持續(xù)一段時間，在碼元的其余時間內(nèi)那么返回到零電平，如以下圖〔b〕所示。③雙極性不歸零BNRZ碼：用正電平和負電平分別表示“1〞和“0〞，并在整個碼元期間電平保持不變，如圖〔c〕所示。④雙極性歸零BRZ碼：發(fā)送“1〞和“0〞時，在整個碼元期間高電平或低電平只持續(xù)一段時間，在碼元的其余時間內(nèi)那么返回到零電平，如圖〔d〕所示。⑤傳號交替反轉(zhuǎn)AMI碼：信碼“0〞仍變換為傳輸碼的“0〞；信碼“1〞交替變換為傳輸碼的“+1、－1、＋1、－1、…〞。AMI碼無直流成分，接收端收到的碼元極性與發(fā)送端完全相反也能正確判斷，但當(dāng)用它來獲取定時信息時，由于可能出現(xiàn)長的連0串而會造成提取定時信號的困難。⑤傳號交替反轉(zhuǎn)AMI碼：信碼“0〞仍變換為傳輸碼的“0〞；信碼“1〞交替變換為傳輸碼的“+1、－1、＋1、－1、…〞。AMI碼無直流成分，接收端收到的碼元極性與發(fā)送端完全相反也能正確判斷，但當(dāng)用它來獲取定時信息時，由于可能出現(xiàn)長的連0串而會造成提取定時信號的困難。⑥三階高密度雙極性HDB3碼：將4個連“0〞信息碼用取代節(jié)“000V〞或“B00V〞代替，當(dāng)兩個相鄰“V〞碼中間有奇數(shù)個信息“1〞時取代節(jié)為“000V〞；偶數(shù)個信息“1〞碼〔包括0個〕時取代節(jié)為“B00V〞，其它信息“0〞仍為“0〞碼。這樣，信碼“1〞變?yōu)閹Х柕摹?〞碼〔“+1〞或“－1〞〕。HDB3碼除了保持AMI碼的優(yōu)點外，還增加了使連0串減少到至多3個的優(yōu)點，這對定時信號的恢復(fù)十分有利，因此被ITU-T推薦使用。2、基帶信號編碼電路信號源產(chǎn)生的方波信號一般都是單極性不歸零NRZ碼，將其作為原始信息，和位同步信號BS送入CPLD波形變換電路，即可得到各種單極性碼和各種雙極性碼的正、負極性編碼信號。如將NRZ碼經(jīng)過一個時鐘為BS的JK觸發(fā)器后，再與NRZ信號相與得信號AMIB，該AMIB信號與NRZ碼一起控制八路模擬開關(guān)，所得輸出即為AMI碼。注：因為CPLD的I/O接口不能直接連接負電平，所以需將代表正、負極性的兩路編碼信號分別輸出，再通過外加電路合成為雙極性碼。如HDB3的正、負極性編碼信號送入U02的選通控制端，控制模擬開關(guān)輪流選通正、負電平，從而得到完整的HDB3碼，如下圖。類似地，解碼時同樣也需先將雙極性HDB3碼變換成代表正、負極性的兩路信號，再送入CPLD解碼，如下圖。圖3.53HDB3編碼原理框圖圖3.54HDB3解碼原理框圖實訓(xùn)過程中，注意觀察并仔細記錄各點波形及其相關(guān)數(shù)據(jù)〔頻率、幅度〕，包括：1．位同步信號BS、信號源輸出方波NRZ碼、編碼電路輸出RZ碼、BRZ碼、BNRZ碼、AMI碼、HDB3碼；2．各編碼信號送入解碼器后相應(yīng)的RZ碼、BRZ碼、BNRZ碼、AMI碼、HDB3碼解碼輸出。實驗實訓(xùn)3PCM調(diào)制與解調(diào)一、實驗?zāi)康耐ㄟ^觀察PCM調(diào)制與解調(diào)過程，分析PCM調(diào)制信號與基帶模擬信號之間的關(guān)系，掌握PCM調(diào)制與解調(diào)根本原理，進一步熟悉定量分析模擬信號的13折線A律編碼法。通過了解TP3067的功能與使用方法，進一步掌握PCM通信系統(tǒng)的工作流程。本實訓(xùn)需信號源、20M雙蹤示波器、穩(wěn)壓電源各一臺，以及模擬信號數(shù)字化電路模塊一套。二、實訓(xùn)原理〔一〕、PCM調(diào)制與解調(diào)脈沖編碼調(diào)制PCM就是將模擬信號抽樣量化，然后使已量化值變換成數(shù)字代碼，其系統(tǒng)框圖如圖。圖中，抽樣把時間連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換成時間離散、幅度連續(xù)的抽樣信號；量化把時間離散、幅度連續(xù)的抽樣信號轉(zhuǎn)換成時間離散、幅度離散的數(shù)字信號；編碼是將量化后的信號編碼形成一個二進制碼組輸出。圖3.55PCM系統(tǒng)原理框圖國際標(biāo)準(zhǔn)PCM碼組〔語音〕是用八位碼組代表一個抽樣值。編碼后的PCM碼組，經(jīng)數(shù)字信道傳輸，在接收端，用二進制碼組重建模擬信號。解調(diào)過程中，一般采用抽樣保持電路。同時，在對模擬信號抽樣之前一般要進行預(yù)濾波，預(yù)濾波是為了把原始語音信號的頻帶限制在300Hz～3400Hz內(nèi)，所以預(yù)濾波會引入一定的頻帶失真。在整個PCM通信系統(tǒng)中，重建信號的失真主要來源于量化以及信道傳輸誤碼。均勻量化的主要缺點是無論抽樣值大小如何，量化噪聲的均方根值都固定不變。當(dāng)信號較小時，那么信號量化噪聲功率比也很小，對弱信號時的量化信噪比就難以到達要求。為了克服這個缺點，實際中往往采用非均勻量化的方法。非均勻量化是根據(jù)信號的不同區(qū)間來確定量化間隔的，我國和歐洲各國均采用A壓縮律。本實訓(xùn)采用的PCM編碼方式是A壓縮律，具有如下的壓縮律：A律壓擴特性是連續(xù)曲線，在電路上難以實現(xiàn)，故實際中往往都采用近似于A律函數(shù)規(guī)律的13折線〔〕的壓擴特性。它根本保持連續(xù)壓擴特性曲線的優(yōu)點，又便于用數(shù)字電路來實現(xiàn)。本實訓(xùn)模塊用到的PCM編碼芯片TP3067正是采用這種壓擴特性來進行編碼的。在現(xiàn)有的編碼方法中，假設(shè)按編碼的速度來分，大致可分為低速編碼和高速編碼兩類。編碼器的種類大體上也可以歸結(jié)為三類：逐次比較型、折疊級聯(lián)型和混合型。本實訓(xùn)模塊中PCM編碼芯片TP3067采用的是逐次比較型編碼。在逐次比較型編碼方式中，無論采用幾位碼，一般均按極性碼、段落碼、段內(nèi)碼的順序排列。其中第一位表示量化值的極性，其余七位〔第二位至第八位〕那么表示抽樣量化值的絕對大小。具體地，第2至4位表示段落碼，它的8種可能狀態(tài)分別代表8個段落的起點。其余4位表示段內(nèi)碼，它的16種可能狀態(tài)來分別代表每一段落的16個均勻劃分的量化級。這樣，8個段落被劃分成128個量化級。2、PCM編譯碼電路圖3.56TP3067內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖3.57TP3067引腳圖編譯碼器的工作節(jié)奏由時序電路控制，在編碼電路中，進行取樣、量化、編碼，譯碼電路經(jīng)過譯碼低通、放大后輸出模擬信號，把這兩局部集成在一個芯片上就是一個單路編譯碼器，它只能為一個用戶效勞，即同一時刻只能為一個用戶進行A/D及D/A變換。如果同時有多路用戶需要效勞，那么需要多個單路編譯碼器協(xié)同工作。單路編譯碼器編好的8位PCM碼字是在一個時隙中被發(fā)送出去的，這個時隙號由A/D控制電路決定，在其它時隙時刻編碼器沒有輸出。同樣地，譯碼電路也只工作在一個固定的時隙。只要向A/D或D/A控制電路發(fā)送相關(guān)的命令，即可控制單路編譯碼器的發(fā)送和接收時隙，從而到達總線控制與交換的目的。圖3.58PCM系統(tǒng)電路圖PCM系統(tǒng)發(fā)送通道圖PCM系統(tǒng)接收通道實訓(xùn)中，注意觀察并記錄各點信號的波形，及其頻率、相位和峰-峰值。這些點主要是：2048KHz主時鐘、8KHz收發(fā)分幀同步信號、模擬輸入音頻信號、PCM編碼輸出信號、PCM解碼輸出波形等。實訓(xùn)中，關(guān)閉電源前應(yīng)首先去除所有外部輸入信號(如時鐘，同步脈沖等)后，再關(guān)編譯碼器電源。習(xí)題三

一、填空題1．未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信息代碼所對應(yīng)的電脈沖信號一般是從〔〕甚至〔〕頻率開始的，所以一般把它們叫做數(shù)字基帶信號。由于基帶信號〔〕或〔〕成分豐富、提取〔〕不便以及易產(chǎn)生〔〕等，一般〔〕在普通信道中傳輸。2．三元碼指用信號幅度的三種取值〔〕或〔〕來表示的二進制信碼，這種表示方法通常不是由二進制轉(zhuǎn)換到〔〕，而是某種特定的取代關(guān)系，所以三元碼又稱〔〕。三元碼的種類很多，常見的有〔〕、〔〕等。3．AMI碼的功率譜無直流分量，低頻分量也〔〕，能量主要集中在頻率為〔〕處。當(dāng)信息中出現(xiàn)長連0碼時，由于AMI碼中長時間不出現(xiàn)〔〕，將會出現(xiàn)難以提取定時信息的問題。為了保持AMI碼的優(yōu)點而克服其缺點，人們提出了許多改進AMI碼的方法，〔〕碼就是其中富有代表性的一種。4．脈沖編碼調(diào)制〔PCM〕是由〔〕國工程師AlecReeres1937年提出的，這是一種將〔〕信號變換成〔〕信號的編碼方式，在光纖通信、數(shù)字微波通信及衛(wèi)星通信中都得到了廣泛的應(yīng)用。PCM過程主要包括〔〕、〔〕和編碼三個步驟。從調(diào)制的觀點來看，PCM就是以〔〕信號為調(diào)制信號，對二進制脈沖序列進行〔〕調(diào)制，從而改變脈沖序列中各個碼元的取值。所以，通常也把PCM叫做〔〕調(diào)制，簡稱〔〕調(diào)制。5．將時間上連續(xù)的模擬信號變?yōu)闀r間上〔〕的抽樣值的過程就是抽樣。一個頻帶限制在內(nèi)的連續(xù)信號，如果抽樣頻率〔〕或〔〕，那么可以由抽樣值序列〔〕重建原始信號。這意味著對于信號中的最高頻率分量，至少在一個周期內(nèi)要對它取〔〕個樣值。該定理由Nyquist提出并證明，故我們把滿足抽樣定理的〔〕稱為奈奎斯特〔Nyquist〕頻率。6．量化器的輸出——輸入特性是〔〕曲線，相鄰兩個〔〕之間的距離為階距。均勻量化器由于階距〔〕，其特性曲線呈〔〕的形式，非均勻量化器的特性曲線那么是〔〕。量化器的輸入是〔〕值，輸出是〔〕的量化值，故輸入和輸出之間必然存在著〔〕，這是由于量化過程本身所引起的，所以叫〔〕。7．13折線的非線性PCM編碼通常由逐次比較型編碼器實現(xiàn)，根據(jù)輸入的樣值脈沖大小編出相應(yīng)的8位二進制代碼，除第一位〔〕外，其他7位二進制代碼都是通過〔〕方式確定的。預(yù)先規(guī)定〔〕電流IW，當(dāng)樣值脈沖到來后，用〔〕的方法有規(guī)律地用各級IW去和樣值脈沖比較，每比較一次輸出〔〕位數(shù)碼，直到IW和抽樣值IS〔〕為止。8．PCM方式由于每個抽樣值的編碼位數(shù)較高而使信號中的〔〕成分加大，〔〕了傳輸信號的占用頻帶，對語音信號的傳輸十分不利。差分脈沖編碼調(diào)制〔DPCM〕考慮了模擬信號抽樣后的幅度樣值中仍然保存的〔〕，即〔〕的幅度樣值中包含有〔〕樣值的大局部信息，利用〔〕的幅度樣值來對〔〕的幅度樣值進行編碼，〔〕了模擬信號編碼的位數(shù)，使信息傳輸?shù)谋忍芈室搽S之〔〕，在不影響通信質(zhì)量的前提下，克服了PCM系統(tǒng)的缺點。9．增量調(diào)制〔M〕是在PCM方式的根底上開展起來的另一種模擬信號數(shù)字化傳輸?shù)姆椒ā將模擬信號變換成每個抽樣值僅與〔〕位二進制編碼對應(yīng)的數(shù)字信號序列，在接收端只需要一個〔〕便可復(fù)制出原模擬信號。因而M編譯碼設(shè)備要比PCM的〔〕。10．升余弦滾降特性所形成的波形中，除抽樣點外其余所有抽樣點上信號〔〕，而且它的“尾巴〞相對于理想低通波形來說衰減要〔〕，這對〔〕碼間干擾及〔〕都很有利。但升余弦特性的頻譜寬度〔〕，其頻帶利用率降為理想低通的〔〕，為〔〕波特/赫茲。11．為了衡量基帶傳輸系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，在實訓(xùn)室中通常用示波器觀察接收信號波形的方法來分析〔〕和〔〕對系統(tǒng)性能的影響，這就是〔〕分析法。具體地說，就是用一個示波器跨接在〔〕的輸出端，然后調(diào)整示波器〔〕，使其與〔〕同步，這時就可以從示波器顯示的圖形上觀察〔〕和〔〕的影響了，從而估計出系統(tǒng)性能的優(yōu)劣程度了。12．HDB3碼首先把二進制碼變換成AMI碼，然后檢查AMI碼的〔〕。當(dāng)沒有〔〕個以上的連0碼出現(xiàn)時，就直接〔〕；否那么將〔〕變成與其前一個非0符號〔〕極性的符號，記為+V或﹣V。為使附加破壞點后的碼元序列仍具有〔〕、無直流分量的特性，必須使相鄰兩個破壞點所取的符號極性也〔〕。13．時間有限信號的頻譜是〔〕的，反之，頻帶受限信號的時域變換形式也是〔〕的。由于實際通信信道都有頻帶限制，故數(shù)字基帶信號在傳輸時，由于〔〕而不可防止地產(chǎn)生〔〕。也就是說，經(jīng)過帶限系統(tǒng)傳輸后，數(shù)字基帶信號的〔〕碼元之間，前面碼元的〔〕必然會對后面的碼元形成干擾，即碼間串?dāng)_ISI。14．局部響應(yīng)利用假設(shè)干個信號的〔〕現(xiàn)象，將他們按一定的規(guī)那么疊加，從而消除或降低〔〕。根據(jù)疊加方式的不同，構(gòu)成了Ⅰ、〔〕、Ⅲ、〔〕、Ⅴ共五類局部響應(yīng)波形，它們都包括預(yù)〔〕、〔〕、發(fā)送濾波器以及接收濾波器幾個局部。15．頻域均衡利用〔〕或〔〕對信道進行補償，但其本質(zhì)上只是一種使信道到達平坦的〔〕和線性〔〕的固定技術(shù)。16．時域均衡技術(shù)的根本特點就是利用均衡器產(chǎn)生的〔〕補償原畸變波形，即用〔〕的方法對〔〕進行直接校正，使最終輸出波形在抽樣時刻上最大限度地消除〔〕。二、單項選擇題1．對于同一組數(shù)字信息而言，它可以根據(jù)不同選擇得出不同形式的對應(yīng)基帶信號，其頻譜結(jié)構(gòu)也將因此〔〕。A．相同B．相似C．不確定D．不同2．用相鄰電平發(fā)生跳變來表示碼元1，反之那么表示0的二元碼是〔〕。它由于信碼1、0與電平之間不存在絕對對應(yīng)關(guān)系，可以解決相位鍵控同步解調(diào)時的相位模糊現(xiàn)象而得到廣泛應(yīng)用。A．AMI碼 B．HDB3碼C．傳號差分NRZ〔M〕碼D．空號差分NRZ〔S〕碼3．由于頻譜中沒有離散分量，雙極性不歸零碼的功率譜中的第一個過零點在〔〕處，其譜零點帶寬因此為〔〕。A． B．C． D．E． F．G． H．4．對于帶寬B遠小于中心頻率的帶通信號，設(shè)其上/下截止頻率分別為/，此時只要抽樣頻率滿足〔〕，那么接收端就可以完全無失真地恢復(fù)出原始信號。其中：；；N為不超過的最大正整數(shù)。A． B． C． D．5．把量化后的信號電平值轉(zhuǎn)換成二進制碼組的過程叫做〔〕，其逆過程那么為〔〕。A．濾波B．編碼C．譯碼D．抽樣6．無碼間干擾就是對在時刻抽樣時，有式〔〕成立。A． B．C． D．7．理想低通特性函數(shù)是符合無碼間干擾條件的，其沖擊響應(yīng)是一個〔〕類的波形。如果輸入數(shù)據(jù)以〔〕波特的速率進行傳輸，那么在抽樣時刻上是不存在碼間干擾的，反之那么不行。故通常稱此速率為無碼間干擾時的最高碼元傳輸速率。A． B． C． D．E．等于F．不高于 G．不低于H．大于8．假設(shè)二進制碼元速率為，N進制碼元速率為，且，〔〕，那么二進制與N進制的碼元速率之間關(guān)系為〔〕。A．〔B〕 B．〔B〕C．〔B〕 D．〔B〕三、多項選擇題1．?dāng)?shù)字信息的電脈沖表示過程也叫碼型變換或選擇。根據(jù)一般信道的特點，選擇傳輸碼的碼型時，主要應(yīng)考慮〔〕。A．碼型中低頻分量應(yīng)盡量少，尤其頻譜中不能含有直流分量B．碼型中不能有長的連0碼或連1碼，以便提取同步定時信息C．碼型應(yīng)具有一定的檢錯能力，以便接收方判斷接收信碼的正確與否D．根據(jù)信源的統(tǒng)計特性進行碼形變換2．常見的二元碼基帶信號波形有〔〕。A．AMI碼 B．單極性非歸零碼C．雙極性非歸零碼 D．HDB3碼E．單極性歸零碼 F．雙極性歸零碼G．傳號差分碼 H．空號差分碼3．一般語音信號的頻率在〔300～3400Hz〕的范圍內(nèi)，把它看做是頻帶〔0～3400Hz〕的低通型信號，那么該信號的抽樣頻率為〔〕時，接收端可以無失真地恢復(fù)原始信號。A．3400Hz B．6800HzC．8000HzD．9800Hz4．以下關(guān)于均勻量化的說法正確的選項是〔〕。A．只要確定了量化器，那么其量化噪聲的平均功率是固定不變的B．量化噪聲的平均功率不完全由量化器決定C．當(dāng)信號較小時，輸出信噪比很低D．弱信號的量化信噪比可能無法到達額定要求而對復(fù)原解調(diào)產(chǎn)生較大的影響5．PCM編碼常用的二進制碼組是〔〕。從統(tǒng)計的角度來看，其中誤碼產(chǎn)生最少的是〔