华南理工大学数字通信原理实验思考题参考答案.doc

AMI、HDB3码实验
1、 说明AMI码和HDB3码的特点，及其变换原则。
回答：
AMI码的特点：1、无直流成分，低频成分也少 ，高频成分少，信码能量集中在fB/2处 ；2、码型有了一定的检错能力，检出单个误码；3、当连0数不多时可通过全波整流法提取时钟信息，但是连0数过多时就无法正常地提出时钟信息。
变换规则：二进码序列中“0”仍编为“0”；而二进码序列中的“1”码则交替地变为“+1”码及“-1”码 。

HDB3码的特点：1、无直流成分，低频成分也少 ，高频成分少，信码能量集中在fB/2处 ；2、码型有了一定的检错能力，检出单个误码；3、可通过全波整流法提取时钟信息。

变换规则： (1)二进制信号序列中的“0”码在HDB3码中仍编为“0”码，二进制信号中“1”码，在HDB3码中应交替地成+1和-1码，但序列中出现四个连“0”码时应按特殊规律编码；
(2)二进制序列中四个连“0”按以下规则编码：信码中出现四个连“0”码时，要将这四个连“0”码用000V或B00V取代节来代替(B和V也是“1”码，可正、可负)。这两个取代节选取原则是，使任意两个相邻v脉冲间的传号数为奇数时选用000V取代节，偶数时则选用B00V取代节。

2、 示波器看到的HDB3变换规则与书本上和老师讲的有什么不同，为什么有这个差别。
回答:示波器上看到的HDB3编码器的输出P22点的波形比书本上的理论上的输出波形要延时5个码位。原因是实验电路中采用了由4个移位寄存器和与非门组成的四连零测试模块去检测二进制码流中是否有四连零，因此输出的HDB3码有5个码位的延时。

3、 用滤波法在信码中提取定时信息，对于HDB3码要作哪些变换，电路中如何实现这些变换。
回答:首先，对HDB3码进行全波整流，把双极性的HDB3码变成单极性的归零码，这个在电路上是通过整流二极管实现的；然后，把归零码经晶体管调谐电路进行选频，提取时钟分量；最后，对提取的时钟分量进行整形来产生定时脉冲。

PCM实验思考题参考答案
1． PCM编译码系统由哪些部分构成?各部分的作用是什么?

回答：
其中，低通滤波器：把话音信号带宽限制为3.4KHz，把高于这个频率的信号过滤掉。

抽样：对模拟信号以其信号带宽2倍以上的频率进行周期性的扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。
量化：把经抽样得到的瞬时值进行幅度离散化，即指定M个规定的电平，把抽样值用最接近的电平标示。
编码：用二进制码组表示有固定电平的量化值。
译码：与编码器的作用相反，把收到的PCM信号还原成相应的PAM信号，实现数模变换。

2． 对PCM和△M系统的系统性能进行比较，总结它们各自的特点 ？
回答： PCM系统编码位数小于4，那么它的性能比低通截止频率fL=3000Hz、信号频率fk=1000Hz的△M系统差，如果编码位数大于4，则随着编码位数的增大PCM系统相对于△M系统，其性能会越来越好。
误码性能，由于△M每一位误码仅表示造成±σ的误差，而PCM的每一位误差会造成比较大的误差，所以误码对PCM系统的影响要比△M系统严重些。这就是说，为了获得相同的性能，PCM系统将比△M系统要求更低的误码率。

3. 在实际的通信系统中收端(译码)部分的定时信号是怎样获取的?
回答:收端部分的定时信号有两种获取方法：外同步法（插入导频法）和自同步法。
外同步法在发送的信号中插入频率为码元速率或码元速率倍数的同步信号，接收端通过一个窄带滤波器或其它处理方式分离出该信号实现位同步。
自同步法不需要发送专门的位同步导频信号，接收端可以直接对接收信号通过某种变换提取位同步信号，这是数字通信系统中经常用到的方法。主要有两大类自同步方法：1、非线性变换滤波法：非归零的二进制随机脉冲序列的频谱中虽没有位同步的频率分量，但是可以通过非线性变换就会出现离散的位同步分量，然后用窄带滤波器（或锁相环）提取位同步频率分量，便可以得到所需的位定时信号。2、位同步锁相环：位同步锁相环利用鉴相器比较接收码元和本地产生的位同步信号之间的相位，若两者相位不一致（超前或滞后），鉴相器就产生误差信号去调整位同步信号的相位，直至获得准确的位同步信号为止。

FSK调制解调实验
2．估算本实验调制器后的通带滤波器应有多宽的通带。
回答：△f=|f2-f1|+2fs=|125-100|+2*25=75KHz。

3．说明本实验低通滤波器解调基带的截止频率，及带通滤波器提取位定时的中心频率。
回答：本实验低通滤波器解调基带的截止频率为25KHz，带通滤波器提取位定时的中心频率为25KHz。

4．从信码中直接提取位同步是如何使信码变换成含有位同步信息的?
回答：首先把信码通过微分整流变成归零脉冲之后，这些归零脉冲中就含有fs=1/Ts位同步信号分量，经一窄带滤波器就可滤出此信号分量，再将它经相位调整就可形成位同步脉冲。

5．为什么2.9位定时频率抖动大，而2.10频率位定时抖动小。
回答：本实验中我们选用了单T网络作为滤波网络，由于单T网络频带不够窄，Q值不够高，导致提取的位同步信号（2.9测量点输出的信号）有较大的抖动，而2.10测量点输出的信号是2.9输出的信号经一锁相环窄带滤波器进行提纯之后的信号，因为2.10频率位定时抖动小。

DPSK调制解调实验
2．设给定一码组100110011100，画出对这一码组进行2DPSK的调制和解调的波形图。
回答：

3．为什么利用眼图大致可以估计系统性能的优劣?

回答：因为眼图 的 “眼睛” 张开的大小反映着码间串扰的强弱， “眼睛”张的 越大，且眼图越端正，表示码间串扰越小；反之表示码间串扰越大。
　　当存在噪声时，噪声将叠加在信号上，观察到的眼图的线迹会变得模糊不清。若同时存在码间串扰 ， “眼睛”将 张开得更小。与无码间串扰时的眼图相比，原来清晰端正的细线迹，变成了比较模糊的带状线，而且不很端正。噪声越大，线迹越宽，越模糊；码间串扰越大，眼图越不端正。
　　因此，可以从眼图中看出码间串扰的大小和噪声的强弱，可以大致估计系统性能的优劣。

4. 简述同相正交环工作原理。
回答：如下图所示，通过外力使得压控振荡器输出的频率为载波中心频率，这时从压控振荡器输出两路相互正交的载波信号V1=cos(w0t+θ)和V2= sin(w0t+θ)到鉴相器，在鉴相器中V1和V2分别与2DPSK信号进行模拟相乘得到V3=1/2m(t)*[cos(2w0t+θ)+cos(θ)]和V4=1/2m(t)*[sin(2w0t+θ)+sin(θ)]。V3、V4经过低通滤波器滤除载波频率以上的高频分量，得到基带信号V5=1/2m(t)*cos(θ) 和V6=1/2m(t)*sin(θ)。这时的基带信号包含着码元信号，无法对压控振荡器进行控制，将V5、V6经过一个模拟相乘器可得到去掉码元信息之后的信号V7=1/8sin(2θ),即得到了反应压控振荡器输出信号与输入载波间的相位差的控制电压。

5.载波提取发生相位模糊时，必须用什么方法进行解决?
回答：必须用差分编译码方法去除相位模糊问题。