通信實(shí)驗(yàn)思考題

1、通信原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書思考題答案實(shí)驗(yàn)一思考題P1-4：1、 位同步信號(hào)和幀同步信號(hào)在整個(gè)通信原理系統(tǒng)中起什么作用？答：位同步和幀同步是數(shù)字通信技術(shù)中的核心問題，在整個(gè)通信系統(tǒng)中，發(fā)送端按照確定的時(shí)間順序，逐個(gè)傳輸數(shù)碼脈沖序列中的每個(gè)碼元，在接收端必須有準(zhǔn)確的抽樣判決時(shí)刻（位同步信號(hào)）才能正確判決所發(fā)送的碼元。位同步的目的是確定數(shù)字通信中的各個(gè)碼元的抽樣時(shí)刻，即把每個(gè)碼元加以區(qū)分，使接收端得到一連串的碼元序列，這一連串的碼元序列代表一定的信息。通常由若干個(gè)碼元代表一個(gè)字母（符號(hào)、數(shù)字），而由若干個(gè)字母組成一個(gè)字，若干個(gè)字組成一個(gè)句。幀同步的任務(wù)是把字、句和碼組區(qū)分出來。尤其在時(shí)分多路傳輸系統(tǒng)中，信號(hào)

2、是以幀的方式傳送的。克服距離上的障礙，迅速而準(zhǔn)確地傳遞信息，是通信的任務(wù)，因此，位同步信號(hào)和幀同步信號(hào)的穩(wěn)定性直接影響到整個(gè)通信系統(tǒng)的工作性能。2、 自行設(shè)計(jì)一個(gè)碼元可變的NRZ碼產(chǎn)生電路并分析其工作過程。答：設(shè)計(jì)流程圖如下。提示：若設(shè)計(jì)一個(gè)32位的NRZ碼，即要求對(duì)位同步信號(hào)進(jìn)行32分頻，產(chǎn)生一路NRZ碼的幀同步信號(hào)，碼型調(diào)節(jié)模塊對(duì)32位碼進(jìn)行設(shè)置，可得到可變的任何32位碼型，通過幀同步倍鎖存設(shè)置的NRZ碼，通過NRZ碼產(chǎn)生器模塊把32位并行數(shù)據(jù)進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換，用位同步信號(hào)進(jìn)行一位一位輸出，循環(huán)輸出32位可變NRZ碼即我們的設(shè)計(jì)完畢。實(shí)驗(yàn)二思考題P2-4：1、 實(shí)驗(yàn)時(shí)，串/并轉(zhuǎn)換所需的幀同步信

3、號(hào)高電平持續(xù)時(shí)間必須小于一位碼元的寬度，為什么？答：如果學(xué)生認(rèn)真思考，可以提出沒有必要一定小于一位碼元的寬度。如24位的數(shù)據(jù)在串行移位時(shí)，當(dāng)同步信號(hào)計(jì)數(shù)到第24位時(shí)，輸出幀信號(hào)，通過幀信號(hào)的上升沿馬上鎖存這一幀24位數(shù)據(jù)，高電平?jīng)]有必要作要求。主要檢查學(xué)生是否認(rèn)真考慮問題。2、 是否還有更好的方法實(shí)現(xiàn)串/并轉(zhuǎn)換？請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)電路，并畫出電路原理圖及各點(diǎn)理論上的波形圖。答：終端模塊采用移位鎖存的方法實(shí)現(xiàn)串/并轉(zhuǎn)換，此方法目前是最好的方法了。實(shí)驗(yàn)四思考題P4-6：1、 在分析電路的基礎(chǔ)上回答，為什么本實(shí)驗(yàn)HDB3編、解碼電路只能在輸入信號(hào)是碼長為24位的周期性NRZ碼時(shí)才能正常工作？答：因?yàn)樵撾娐凡捎脦?/p>

4、同步控制信號(hào)，而1幀包含24位，所以當(dāng)NRZ碼輸入電路到第24位時(shí)，幀同步信號(hào)給一個(gè)脈沖，使得電路復(fù)位。HDB3碼再重新對(duì)NRZ碼進(jìn)行編譯。且HDB3碼電路對(duì)NRZ進(jìn)行編譯的第一位始終是固定的值。因此HDB3編譯碼電路只能在輸入信號(hào)是碼長為24位的周期性NRZ碼才能正常工作。但是由于HDB3碼很有特點(diǎn)，現(xiàn)在為了使學(xué)生更好的觀察HDB3如何進(jìn)行編譯碼，我們對(duì)電路進(jìn)行了改正，去掉了幀同步控制信號(hào)，所以現(xiàn)在對(duì)任意位的NRZ碼都可以進(jìn)行編碼。2、 自行設(shè)計(jì)一個(gè)HDB3碼編碼電路，畫出電路原理圖并分析其工作過程。答：根據(jù)HDB3的編碼規(guī)則，CPLD電路實(shí)現(xiàn)四連“0”的檢測電路，并根據(jù)檢測出來的結(jié)果確定破

5、壞點(diǎn)“V”脈沖的加入，再根據(jù)取代節(jié)選擇將“B”脈沖填補(bǔ)進(jìn)去。原理框圖如下：實(shí)驗(yàn)五思考題P5-6：1、 為什么普通雙邊帶調(diào)幅的信息傳輸速率較低，應(yīng)該采用什么樣的方法加以避免？答：因?yàn)樵谄胀ㄕ{(diào)幅（AM）調(diào)幅中含有載波分量，但載波分量并不攜帶有用消息，卻能耗散大量的功率，所以傳輸速率較低。為了提高信息的傳輸速率，可將不攜帶消息的載波分量抑制掉，而僅傳輸攜帶消息的兩個(gè)邊帶，即采用抑制載波雙邊帶調(diào)幅的方法。另外，雙邊帶調(diào)制雖然調(diào)制頻率高，但是它的傳輸帶寬需要兩倍基帶信號(hào)帶寬，所以信道利用率不高。因此可以采用單邊帶調(diào)制，即可以同時(shí)抑制載波并僅發(fā)送一個(gè)邊帶，故又節(jié)省功率。2、 普通調(diào)幅、抑制載波雙邊帶調(diào)幅、

6、單邊帶和殘留邊帶和這幾種調(diào)制方式各有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？請(qǐng)自行設(shè)計(jì)一個(gè)用MC1496實(shí)現(xiàn)的抑制載波雙邊帶調(diào)制電路，并分析其工作原理。答：普通調(diào)幅的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)調(diào)制方式簡便,輸出的已調(diào)信號(hào)的包絡(luò)與輸入調(diào)制信號(hào)成正比。解調(diào)時(shí)可采用包絡(luò)檢波很容易恢復(fù)原始調(diào)制信號(hào)。缺點(diǎn)是調(diào)幅中含有載波分量，但載波分量并不攜帶有用消息，卻能耗散大量的功率，所以傳輸速率較低；抑制載波雙邊帶調(diào)幅優(yōu)點(diǎn)是可將不攜帶消息的載波分量抑制掉，而僅傳輸攜帶消息的兩個(gè)邊帶，提高了信息的傳輸速率。缺點(diǎn)是雙邊帶調(diào)制雖然調(diào)制頻率高，但是它的傳輸帶寬需要兩倍基帶信號(hào)帶寬，所以信道利用率不高。并且采用相干解調(diào)是必須產(chǎn)生一個(gè)同頻同相的載波，如果同頻同相的

7、條件得不到保證，則會(huì)破壞原始信號(hào)的恢復(fù)；抑制載波單邊帶優(yōu)點(diǎn)是傳輸時(shí)抑制載波并僅發(fā)送一個(gè)邊帶，故又節(jié)省功率。缺點(diǎn)是由于單邊帶調(diào)制中只傳送雙邊帶調(diào)制信號(hào)的一個(gè)邊帶。所以要讓雙邊帶信號(hào)通過一個(gè)單邊帶濾波器，而理想濾波器是不可能做到的，實(shí)際濾波器從通帶到阻帶總有一個(gè)過渡帶。因此實(shí)現(xiàn)分割上、下邊帶的濾波器就很難實(shí)現(xiàn)，一般采用多級(jí)調(diào)制的辦法；殘留邊帶調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)是避免了用濾波法實(shí)現(xiàn)單邊帶調(diào)制時(shí)所需要的過渡帶無限陡的理想濾波器的困難。缺點(diǎn)是由于在殘留邊帶調(diào)制中除了傳送一個(gè)邊帶之外，還保留另外一個(gè)邊帶的一部分，所以傳輸頻帶的帶寬增寬了。3、 調(diào)節(jié)電位器“調(diào)制深度調(diào)節(jié)”時(shí)，調(diào)幅信號(hào)會(huì)發(fā)生怎樣的變化，為什么？答：調(diào)

8、制深度是指調(diào)制信號(hào)與載波信號(hào)電壓峰值的比例。設(shè)調(diào)制信號(hào)為 如果用它來對(duì)載波（）進(jìn)行調(diào)幅，那么，在理想情況下，普通調(diào)幅信號(hào)為： 其中調(diào)幅深度為比例系數(shù)調(diào)節(jié)電位器改變調(diào)制信號(hào)于載波信號(hào)電壓峰值的比例。它的作用是將移去，只加載波電壓，調(diào)節(jié)電位器使輸出載波電流。則調(diào)制信號(hào)為抑制載波雙邊帶調(diào)幅。如果調(diào)節(jié)電位器使輸出載波電流不為0，使輸出信號(hào) 中有載波則為普通雙邊帶調(diào)幅。實(shí)驗(yàn)七思考題P7-5：1、 描述抽樣定理。一個(gè)頻帶限制在的連續(xù)時(shí)間信號(hào)，若用大于2的頻率對(duì)其進(jìn)行等間隔采樣，則可以不失真地利用這些采樣值恢復(fù)出原信號(hào)。2、 本實(shí)驗(yàn)采用的是什么抽樣方式？為什么？答：實(shí)驗(yàn)采用的是自然抽樣，自然抽樣時(shí)，抽樣過程

9、實(shí)際是相乘的過程。另外說一下平頂抽樣，實(shí)際應(yīng)用中，平頂抽樣是采用抽樣保持電路來實(shí)現(xiàn)的。3、 在抽樣之后，調(diào)制波形中包不包含直流分量，為什么？答：應(yīng)不包含直流分量，抽樣過程實(shí)際是相乘的過程，得到的仍然是交流信號(hào)，經(jīng)過調(diào)后仍不包含直流分量。4、 造成系統(tǒng)失真的原因有哪些？發(fā)送端的非理想抽樣和接收端低通濾波的非理想所帶來的誤差。 5、 為什么采用低通濾波器就可以完成PAM解調(diào)？ 因?yàn)楫?dāng)抽樣脈沖的頻率高于輸入信號(hào)的頻率時(shí)，通過低通濾波器之后高頻的延拓信號(hào)被濾掉了，同時(shí)高頻的抽樣時(shí)鐘信 號(hào)也被濾除，因此，只需通過低通濾波器便能完成PAM解調(diào)，恢復(fù)出原信號(hào)。6、 改變抽樣頻率對(duì)“PAM輸出信號(hào)”有何影響？

10、改變抽樣頻率脈沖占空比有何影響？分析比較。（1） 當(dāng)抽樣頻率小于奈奎斯特頻率時(shí)，“PAM輸出信號(hào)”的頻譜產(chǎn)生混疊；而當(dāng)采樣頻率大于奈奎斯特頻率時(shí)，該信號(hào)的頻譜則呈現(xiàn)為被采樣信號(hào)頻譜的周期延拓，且隨著抽樣頻率的升高，每個(gè)周期間的信號(hào)頻譜的間隔逐漸增大，能被很好地區(qū)分開來。（2）隨著抽樣占空比的增大，采樣信號(hào)頻譜包絡(luò)的第一個(gè)過零點(diǎn)逐漸減小，兩個(gè)過零點(diǎn)之間包含的延拓信號(hào)的周期數(shù)也隨之減小。實(shí)驗(yàn)八思考題P8-11：1、 為什么實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到的PCM編碼信號(hào)總是隨時(shí)變化的？答：由于采樣頻率和輸入信號(hào)的頻率不是有規(guī)律的整數(shù)倍關(guān)系，所以抽樣的信號(hào)點(diǎn)時(shí)刻不是一樣的，編碼輸出的信號(hào)也即不一樣，實(shí)時(shí)觀察的信號(hào)就是隨

11、時(shí)變化的。2、 分析滿載和過載時(shí)的脈沖編碼調(diào)制和解調(diào)波形。答：根據(jù)PCM的抽樣量化編碼過程可知，滿載和過載時(shí)量化結(jié)果都是一樣的，為最大量化值，8位為全1，解調(diào)輸出為最大量化值對(duì)應(yīng)的模擬量。實(shí)驗(yàn)十二思考題P12-5：1、 數(shù)字鎖相環(huán)固有頻差為f，允許同步信號(hào)相位抖動(dòng)范圍為碼元寬度Ts的倍，求同步保持時(shí)間tc及允許輸入的NRZ碼的連“1”或連“0”個(gè)數(shù)的最大值。答：同步保持時(shí)間：tc1/f K，允許輸入的NRZ碼的連“1”或連“0”個(gè)數(shù)的最大值為。2、數(shù)字鎖相環(huán)同步器的同步抖動(dòng)范圍隨固有頻差增大而增大，試解釋此現(xiàn)象。 答：由公式tc1/f K，當(dāng)固有頻差增大時(shí)，同步保持時(shí)間減小，那么抖動(dòng)范圍就增大

12、。3、若將AMI碼或HDB3碼整流后作為數(shù)字鎖相環(huán)位同步器的輸入信號(hào)，能否提取出位同步信號(hào)？為什么？對(duì)這兩種碼的連“1”個(gè)數(shù)有無限制？對(duì)AMI碼的信息代碼中連“0”個(gè)數(shù)有無限制？對(duì)HDB3碼的信息代碼中連“0”個(gè)數(shù)有無限制？為什么？ 答：可以提取位同步信號(hào)，因?yàn)檎骱蟮腁MI碼或HDB3碼為NRZ碼，自然可以提取。對(duì)這兩種碼連“1”個(gè)數(shù)有限制，對(duì)AMI碼的信息代碼中連“0”個(gè)數(shù)有限制，對(duì)HDB3碼的信息代碼中連“0”個(gè)數(shù)無限制，因?yàn)槠溥B零個(gè)數(shù)不超過4個(gè)。實(shí)驗(yàn)十四思考題P14-4：1 簡述科斯塔斯環(huán)法提取同步載波的工作過程。2. 提取同步載波的方法除了科斯塔斯環(huán)法外，還有什么方法？試設(shè)計(jì)該電路并

13、分析其工作過程。 答：還可采用平方環(huán)法，框圖如下： 設(shè)調(diào)制信號(hào)為，中無直流分量，則抑制載波的雙邊帶信號(hào)為接收端將該信號(hào)進(jìn)行平方變換，即經(jīng)過一個(gè)平方律部件后就得到 中有直流分量，而表示式的第二項(xiàng)中包含有2c頻率的分量。進(jìn)行二分頻后，提取出的載波存在180°的相位模糊問題，用一移相器解決。最后用一窄帶濾波器將c頻率分量濾出，就獲得所需的載波。 實(shí)驗(yàn)十五思考題P15-9：1、 分析2ASK、2FSK、2DPSK的調(diào)制原理。答：(1) 2ASK調(diào)制原理：在振幅鍵控中載波幅度是隨著基帶信號(hào)的變化而變化的。使載波在二進(jìn)制基帶信號(hào)1或0的控制下通或斷，即用載波幅度的有或無來代表信號(hào)中的“1”或“0

14、”，這樣就可以得到2ASK信號(hào)，這種二進(jìn)制振幅鍵控方式稱為通斷鍵控（OOK）。其時(shí)域數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 式中，A為未調(diào)載波幅度，為載波角頻率，為符合下列關(guān)系的二進(jìn)制序列的第n個(gè)碼元： 綜合式前兩式，令A(yù)1，則2ASK信號(hào)的一般時(shí)域表達(dá)式為： 式中，Ts為碼元間隔，為持續(xù)時(shí)間 Ts/2，Ts/2 內(nèi)任意波形形狀的脈沖（分析時(shí)一般設(shè)為歸一化矩形脈沖），而就是代表二進(jìn)制信息的隨機(jī)單極性脈沖序列。2ASK信號(hào)的產(chǎn)生方法比較簡單。首先，因2ASK信號(hào)的特征是對(duì)載波的“通斷鍵控”，用一個(gè)模擬開關(guān)作為調(diào)制載波的輸出通/斷控制門，由二進(jìn)制序列控制門的通斷，1時(shí)開關(guān)導(dǎo)通；0時(shí)開關(guān)截止，這種調(diào)制方式稱為通斷鍵控法。其

15、次，2ASK信號(hào)可視為S(t)與載波的乘積，故用模擬乘法器實(shí)現(xiàn)2ASK調(diào)制也是很容易想到的另一種方式，稱其為乘積法。在這里，我們采用的是通斷鍵控法，2ASK調(diào)制的基帶信號(hào)和載波信號(hào)分別從“ASK基帶輸入”和“ASK載波輸入”輸入，其原理框圖和電路原理圖分別如實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書圖15-3、圖15-4所示。（2）2FSK調(diào)制原理： 2FSK信號(hào)是用載波頻率的變化來表征被傳信息的狀態(tài)的，被調(diào)載波的頻率隨二進(jìn)制序列0、1狀態(tài)而變化，即載頻為時(shí)代表傳0，載頻為時(shí)代表傳1。顯然，2FSK信號(hào)完全可以看成兩個(gè)分別以和為載頻、以和為被傳二進(jìn)制序列的兩種2ASK信號(hào)的合成。其一般時(shí)域數(shù)學(xué)表達(dá)式為式中，是的反碼，即2FS

16、K信號(hào)的產(chǎn)生通常有兩種方式：（1）頻率選擇法；（2）載波調(diào)頻法。由于頻率選擇法產(chǎn)生的2FSK信號(hào)為兩個(gè)彼此獨(dú)立的載波振蕩器輸出信號(hào)之和，在二進(jìn)制碼元狀態(tài)轉(zhuǎn)換（或）時(shí)刻，2FSK信號(hào)的相位通常是不連續(xù)的，這會(huì)不利于已調(diào)信號(hào)功率譜旁瓣分量的收斂。載波調(diào)頻法是在一個(gè)直接調(diào)頻器中產(chǎn)生2FSK信號(hào)，這時(shí)的已調(diào)信號(hào)出自同一個(gè)振蕩器，信號(hào)相位在載頻變化時(shí)始終是連續(xù)的，這將有利于已調(diào)信號(hào)功率譜旁瓣分量的收斂，使信號(hào)功率更集中于信號(hào)帶寬內(nèi)。在這里，我們采用的是頻率選擇法，其調(diào)制原理框圖如下圖所示： FSK調(diào)制原理框圖由圖可知，從“FSK基帶輸入”輸入的基帶信號(hào)分成兩路，1路經(jīng)U404（LM339）反相后接至U4

17、05B（4066）的控制端，另1路直接接至U405A（4066）的控制端。從“FSK載波輸入1”和“FSK載波輸入2”輸入的載波信號(hào)分別接至U405A和U405B的輸入端。當(dāng)基帶信號(hào)為“1”時(shí)，模擬開關(guān)U405A打開，U405B關(guān)閉，輸出第一路載波；當(dāng)基帶信號(hào)為“0”時(shí)，U405A關(guān)閉，U405B打開，此時(shí)輸出第二路載波，再通過相加器就可以得到2FSK調(diào)制信號(hào)。（3）2DPSK調(diào)制原理。2PSK信號(hào)是用載波相位的變化表征被傳輸信息狀態(tài)的，通常規(guī)定0相位載波和相位載波分別代表傳1和傳0。設(shè)二進(jìn)制單極性碼為an，其對(duì)應(yīng)的雙極性二進(jìn)制碼為bn，則2PSK信號(hào)的一般時(shí)域數(shù)學(xué)表達(dá)式為： （1510）其中

18、：則上式可變?yōu)椋?2DPSK方式即是利用前后相鄰碼元的相對(duì)載波相位值去表示數(shù)字信息的一種方式。例如，假設(shè)相位值用相位偏移x表示（x定義為本碼元初相與前一碼元初相之差），并設(shè)”2DPSK的調(diào)制原理與2FSK的調(diào)制原理類似，也是用二進(jìn)制基帶信號(hào)作為模擬開關(guān)的控制信號(hào)輪流選通不同相位的載波，完成2DPSK調(diào)制，其調(diào)制的基帶信號(hào)和載波信號(hào)分別從“PSK基帶輸入”和“PSK載波輸入”輸入，差分變換的時(shí)鐘信號(hào)從“PSK-BS輸入”點(diǎn)輸入，其原理框圖下圖所示：2DPSK調(diào)制原理框圖2、 比較2ASK、2FSK、2DPSK調(diào)制信號(hào)的頻譜并作分析，進(jìn)而分析三種調(diào)制方式各自的優(yōu)缺點(diǎn)。答：2ASK信號(hào)的功率譜由連續(xù)

19、譜和離散譜兩個(gè)部分組成。其中，連續(xù)譜取決于矩形波形經(jīng)線性調(diào)制后的雙邊帶譜，而離散譜則由載波分量確定；另外，二進(jìn)制2ASK信號(hào)的帶寬是基帶脈沖波形帶寬的兩倍；2FSK調(diào)制是數(shù)字通信中用得較廣的一種方式。它的頻譜可看作是兩個(gè)振幅鍵控信號(hào)相疊加的方法。2FSK信號(hào)的功率譜同樣由連續(xù)譜和離散譜組成。連續(xù)譜由兩個(gè)雙邊譜疊加而成，而離散譜出現(xiàn)在兩個(gè)載頻位置上。另外，如果兩個(gè)載頻之差較小，則連續(xù)譜出現(xiàn)單峰，如果載頻之差逐步增大，即兩個(gè)頻率的距離增加，則連續(xù)譜出現(xiàn)雙峰；2DPSK的頻譜與2PSK的頻譜是完全相同的。且其功率譜密度同樣由連續(xù)譜與離散譜兩部分組成。且當(dāng)雙極性基帶信號(hào)以相等的概率出現(xiàn)時(shí)，將不存在離散

20、譜部分。而且2DPSK的連續(xù)譜部分與2ASK信號(hào)的連續(xù)譜基本相同，僅僅相差一個(gè)常數(shù)因子，所以其帶寬也與2ASK信號(hào)的相同。比較：（1）頻帶寬度：當(dāng)碼元寬度為 時(shí)，2ASK系統(tǒng)和2PSK系統(tǒng)的頻帶寬度近似為，而2FSK系統(tǒng)的帶寬近似大于其他兩種，所以從頻帶寬度或頻帶利用率上，2FSK系統(tǒng)最不可取。（2）誤碼率：在相同誤碼率條件下，在信噪比要求上2PSK比2FSK小。所以在抗加性高斯白噪聲方面，2PSK相干性能最好，然后是2FSK。（3）對(duì)信道特性變化的敏感性：由于2FSK不需要人為的設(shè)置判決門限。2PSK判決器的最佳判決門限為零，所以它們不隨信道特性的變化而變化。而2ASK當(dāng)信道特性發(fā)生變化時(shí)，

21、判決器的最佳判決門限也將隨之而變。所以2ASK的性能最差。（4）設(shè)備的復(fù)雜程度：一般相干解調(diào)的設(shè)備要比非相干解調(diào)時(shí)復(fù)雜，而同為非相反解調(diào)時(shí)，2DPSK的設(shè)備最復(fù)雜，2FSK次之，2ASK最簡單。目前用得最多的數(shù)字調(diào)制方式時(shí)相干2DPSK和非相干2FSK。相干2DPSK主要用以高速數(shù)據(jù)傳輸，而非相干2FSK則用于中、低速數(shù)據(jù)傳輸中，特別是在衰落信道中傳送數(shù)據(jù)時(shí)，有著廣泛的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)十六思考題P16-6：1、 用過零檢測法進(jìn)行FSK解調(diào)時(shí)，其輸出信號(hào)序列與發(fā)送信號(hào)序列相比是否產(chǎn)生了延遲？答：實(shí)際上是產(chǎn)生了延遲。2、 PSK解調(diào)器系統(tǒng)由哪幾大部分組成？簡述各部分的作用。答：PSK解調(diào)器包括帶通濾波器

22、、相乘器、低通濾波器和抽樣判決器。其中帶通濾波器主要是濾去其他頻段無用信號(hào)，以免對(duì)解調(diào)造成干擾。PSK解調(diào)一般采用相干解調(diào)，所以相乘器主要用于與載波相乘。再經(jīng)過低通濾波器去除高頻成分，得到包含基帶信號(hào)的低頻信號(hào)，再依次抽樣判決器得到基帶信號(hào)。實(shí)驗(yàn)十七思考題P17-5：1、認(rèn)真閱讀教材中的相關(guān)內(nèi)容，回答時(shí)分復(fù)用的概念。答：時(shí)分復(fù)用的主要特點(diǎn)是利用不同時(shí)隙來傳送各路不同信號(hào)。每路碼時(shí)間上互不重疊，每一路的抽樣頻率必須符合抽樣定理的要求，但其占用時(shí)間間隔寬度Tc沒有具體限制。顯然，Tc越小，則能傳輸?shù)穆窋?shù)就越多。TDM在時(shí)域上是各路信號(hào)分割開來，但在頻域上是各路信號(hào)混疊在一起。2、分析本實(shí)驗(yàn)中時(shí)分復(fù)

23、用信號(hào)的產(chǎn)生原理，再自行設(shè)計(jì)一個(gè)時(shí)分復(fù)用信號(hào)產(chǎn)生電路，畫出電路圖并分析電路工作原理。答：本實(shí)驗(yàn)中，時(shí)分復(fù)用是通過時(shí)鐘信號(hào)對(duì)移位寄存器構(gòu)成的并/串轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)輪流進(jìn)行選通而實(shí)現(xiàn)的，時(shí)分復(fù)用輸出信號(hào)的位同步信號(hào)的頻率為BS的四倍，幀同步信號(hào)的頻率為位同步信號(hào)的三十二分之一。時(shí)分復(fù)用輸出信號(hào)每一幀由32位組成，撥碼開關(guān)SW701可設(shè)置幀同步碼的碼型。產(chǎn)生電路如下：PCM1用戶1信息 TS1 復(fù)用信息PCM2用戶2信息 TS2兩路PCM信號(hào)由開關(guān)TS1 ,TS2 控制輸出，兩開關(guān)分別控制不同的時(shí)隙，TS1 時(shí)刻輸出PCM1, TS2時(shí)刻輸出PCM2 ，這樣可將兩路信號(hào)進(jìn)行復(fù)用傳輸。實(shí)驗(yàn)十八思考題

24、P18-7：1、 本實(shí)驗(yàn)中的噪聲為加性噪聲，試說明實(shí)際信道中的加性噪聲有哪些，各有什么特點(diǎn)？答：實(shí)際信道中的加性噪聲主要是隨機(jī)噪聲?？煞譃閱晤l噪聲、脈沖噪聲和起伏噪聲三類。（1）單頻噪聲是一種連續(xù)波的干擾，它的主要特點(diǎn)是占有極窄的頻帶，但在頻率軸上的位置可以實(shí)測，所以單頻噪聲并不是在所有通信系統(tǒng)中都存在；（2）脈沖噪聲是在時(shí)間上無規(guī)則地突發(fā)的短促噪聲，其主要特點(diǎn)是其突發(fā)的脈沖幅度大，但持續(xù)時(shí)間短，且相鄰?fù)话l(fā)脈沖之間往往有較長的安靜時(shí)段；（3）起伏噪聲是以熱噪聲、散彈噪聲及宇宙噪聲為代表的噪聲。其特點(diǎn)是無論在時(shí)域內(nèi)還是在頻域內(nèi)它們總是普遍存在和不可避免的。2、 本實(shí)驗(yàn)中使用的糾錯(cuò)碼為漢明碼，舉出

25、其他常用的糾錯(cuò)碼并比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。答：其他常用的糾錯(cuò)碼有循環(huán)碼、BCH碼、卷積碼等。其中（1）漢明碼是一種高效的能糾錯(cuò)單個(gè)錯(cuò)誤的線性分組碼。因?yàn)樵诩m單個(gè)錯(cuò)誤時(shí)，漢明碼所用的監(jiān)督碼元最少，與碼長相同的能糾單個(gè)錯(cuò)誤的其它碼相比，編碼效率最高循環(huán)碼。但是它只能糾正單個(gè)隨機(jī)錯(cuò)誤的碼。（2）循環(huán)碼的編碼和解碼設(shè)備都不太復(fù)雜，且檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力較強(qiáng)。循環(huán)碼除了具有線性碼的一般性質(zhì)外，還具有循環(huán)性。（3）BCH碼是一種特別重要的循環(huán)碼，它解決了生成多項(xiàng)式與糾錯(cuò)能力的關(guān)系問題，可以方便地得到糾正多個(gè)隨機(jī)錯(cuò)誤的碼。（4）卷積碼是一種非分組碼，碼的構(gòu)造也比較簡單，在性能上也相當(dāng)優(yōu)越。但是它的數(shù)學(xué)理論并不像循環(huán)碼那

26、樣完整嚴(yán)密。3、 實(shí)驗(yàn)（二）步驟3和步驟4的結(jié)果是否不同？如果不同，試說明原因。答：結(jié)果不同。因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)中使用的糾錯(cuò)碼為漢明碼。漢明碼只能糾正一個(gè)錯(cuò)碼，所以當(dāng)出現(xiàn)兩位錯(cuò)碼的時(shí)候，漢明碼無法判斷哪一位出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致解碼出錯(cuò)。4、 為什么利用眼圖能大致估算接收系統(tǒng)性能的好壞程度？答：因?yàn)樵u(píng)價(jià)基帶傳輸系統(tǒng)性能的一種定性而方便的方法是用示波器觀察接收端的基帶信號(hào)波形，用來分析碼間串?dāng)_和噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響。而通過眼圖的觀察能直觀地了解到碼間串?dāng)_和噪聲的一個(gè)影響。當(dāng)無碼間串?dāng)_和噪聲干擾時(shí)，示波器顯示的跡線細(xì)而清晰，“眼睛”張開。當(dāng)有干擾時(shí)各個(gè)碼元波形不能完全重合，掃描跡線粗而不清晰，“眼睛”閉合。眼圖中

27、央的垂直線表示了最佳的抽樣時(shí)刻。眼圖中央的橫軸位置即是最佳判決的門限電平。當(dāng)基帶傳輸系統(tǒng)存在碼間串?dāng)_時(shí)，眼圖將部分閉合，故眼圖的“眼”睜的大小將反映碼間串?dāng)_的強(qiáng)弱。實(shí)驗(yàn)十九思考題P19-4：1、 分析QPSK的調(diào)制與解調(diào)原理。2、 分析多進(jìn)制數(shù)字相位調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能。答：在M相數(shù)字調(diào)制中，我們可以認(rèn)為這M各信號(hào)矢量把相位平面劃分為M等分，每一等分的相位間隔代表一個(gè)傳輸信號(hào)。在沒有噪聲時(shí)，每一信號(hào)相位都有相應(yīng)的確定值。在有噪聲疊加時(shí)，則信號(hào)和噪聲的合成波形的相位按一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律隨機(jī)變化。這時(shí)，若發(fā)送信號(hào)的基準(zhǔn)相位為零相位，M=8,則合成波形相位在 范圍內(nèi)變化時(shí)，就不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤判決；如果在這個(gè)

28、范圍之外，將造成判決錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)二十思考題P20-12：1、 比較m序列和Gold序列的區(qū)別，分析為何用Gold序列作為擴(kuò)頻碼而不用m序列。答：Gold序列具有良好的自、互相關(guān)特性，且地址數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于m序列地址數(shù)，結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)。2、 比較實(shí)驗(yàn)12和實(shí)驗(yàn)13的效果，分析擴(kuò)頻碼定時(shí)偏移對(duì)解擴(kuò)的影響。答：當(dāng)輸入信號(hào)與本地參考信號(hào)同步之前或者不完全同步的時(shí)候（即發(fā)生碼定時(shí)偏移時(shí)），有用信號(hào)的一部分與本地偽碼卷積而被展寬為偽噪聲輸出。輸出的噪聲總量取決同步程度。當(dāng)完全不同步時(shí)（即差一個(gè)碼元以上時(shí)），相關(guān)器輸出全部為噪聲。因此擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)的相關(guān)處理過程，對(duì)于碼位同步提出十分嚴(yán)格的要求。3、 比較實(shí)驗(yàn)12和實(shí)驗(yàn)14的效果，分析窄帶干擾信號(hào)對(duì)解擴(kuò)的影響。答：窄帶干擾輸入到相關(guān)器與本地?cái)U(kuò)頻信號(hào)相乘，根據(jù)頻域內(nèi)卷積原理，干擾信號(hào)功率被本地參考信號(hào)擴(kuò)展成為等于本地參考信號(hào)的寬帶信號(hào)，經(jīng)中頻濾波器濾除帶外干擾頻譜，只有少量的干擾功率從中頻帶通濾波器輸出。實(shí)驗(yàn)二十一思考題P21-21：1、 分析MSK、GMSK調(diào)制、解調(diào)原理及它們之間的異同。答：GMSK和MSK的調(diào)制、解調(diào)原理參照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。GMSK的調(diào)制與MSK的調(diào)制基本相同，GMSK只是在MSK調(diào)制器之前假如一個(gè)基帶信號(hào)預(yù)處理濾波器，即高斯低通濾波器，