数字基带传输系统

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1、第六章数字基带传输系统从本章起，侧重讨论数字通信的基本原理及有关技术问题数字基带信号及其频谱特性基带传输的常用码型数字基带信号传输及无码间干扰的基带传输特性基带传输系统的抗噪声性能及眼图部分响应系统和时域均衡6.0引言定义：数字通信系统：数字基带传输系统和数字频带传输系统。意义：●利用对称电缆构成的近程数据通信●频带传输系统中同样存在着基带信号传输问题；●如果把调制与解调过程看作是广义信道的一部分，则任何数字传输系统均可等效为基带传输系统。－－数字频带传输的基础。6.1数字基带信号及其频谱特性

2、6.1.1数字基带信号-消息代码的电波形Ts—码元长度、码元间隔；注：电波形不一定是方波，以矩形脉冲组成的基带信号为例，介绍几种最基本的基带信号波形。基带信号波形1.单极性非归零波形(NRZ)是否有直流分量波形之间有无间隔是否能直接提取同步信息。抗噪性能如何是否需要信道一端接地。2双极性非归零波形(BNRZ)是否有直流分量波形之间有无间隔是否能直接提取同步信息。抗噪性能如何是否需要信道一端接地。3单极性归零（RZ）波形是否有直流分量波形之间有无间隔是否能直接提取同步信息。抗噪性能如何是否需要信道

3、一端接地。4双极性归零（BRZ）波形是否有直流分量波形之间有无间隔是否能直接提取同步信息。抗噪性能如何是否需要信道一端接地。5差分波形(相对码波形)利用相邻码元的电平变化传递信息。6多电平波形+E-E101001101001110011100+3E+E-E-3E6.1.2基带信号的频谱特性目的：针对信号的谱特性，设计或选择信道，以利于信号方便通过。对象：二进制随机脉冲序列。其中：g1(t)表示“0”码;g2(t)表示“1”码。s(t)的功率谱密度Ps(ω)的求解思路：截短信号S(t)看成是由一个

4、稳态波V(t)和一个交变波u(t)构成。这里的所谓稳态波，即是随机信号S(t)的平均分量。稳态分量(周期)←→离散谱交变分量(非周期)←→连续谱1.求平均分量v(t)和交变分量u(t)先观察序列中的一个码元：平均分量：Pg1(t)+(1-P)g2(t)一个序列的平均分量:交变分量：2.求平均分量的功率谱密度PV(ω)－－离散谱3.求交变分量的功率谱密度Pu(ω)－－连续谱4.数字基带信号功率谱Ps(ω)结论：二进制随机脉冲序列的功率谱Ps(f)可能包含连续谱和离散谱。连续谱总是存在的，离散谱不一

5、定存在.连续谱→确定带宽；离散谱→有无所需频率成分。离散谱是否存在，取决于g1(t)和g2(t)的波形及其出现的概率P。一般情况下，它也总是存在的，但对于双极性信号g1(t)=-g2(t)=g(t)，且概率P=1/2（等概）时，则没有离散分量。根据离散谱可以确定随机序列是否有直流分量和定时分量。例6-1求单极性NRZ信号的功率谱，假定p=1/2。对于单极性NRZ信号，有其中g(t)为高度为1、宽度为Tb的全占空矩形脉冲。例6-2求双极性NRZ信号的功率谱，假定p=1/2。谱分量,直流,定时分量

6、,带宽例6-3求单极性RZ信号的功率谱，假定p=1/2。例6-4求双极性RZ信号的功率谱，假定p=1/2。=Ts/2B=?RB=？单极性基带信号：一定含有直流分量，归零码含有定时分量。双极性基带信号：等概时不含直流分量和定时分量。占空比越小，占用带宽越宽。6.2基带传输的常用码型6.2.1选码规则原因:(1)基带信号是代码的电表示形式。但实际中并不是所有的代码的电波形都能在信道中传输。(2)码型---连“0”符号的代码相应的电波形，会长时间出现0电位，不利定时信息的提取。1.对传输用基带信号的

7、主要要求:不但其波形，而且其码型亦应适合于在信道中传输。2.码型问题信码(消息代码)→传输码(线路码)3.选码规则(传输码的特征)不含直流，且低频分量尽量少；(相应的基带信号)含有丰富的定时信息；(相应的基带信号)传输效率要高(功率谱主瓣宽度窄)；不受信息源统计特性的影响；具有内在的检错能力；编译码简单。6.2.2几种常用的传输码型1.AMI码（传号交替反转码）编码规则：传号(1)极性交替，空号(0)不变。{an}：10100100000101AMI:+10-100+100000-10+1-10

8、+100-100000+10-1特点：（1）无直流分量和仅有小的低频分量；（2）二电平→三电平－－1B/1T码（3）易于检错(极性交替否？)；（4）编、译码简单；（5）当出现长的连0串时，不利于定时信息的提取。(作为取样脉冲，控制判决电路)2.HDB3码(三阶高密度双极性码)编码规则：(1)变成AMI码；(2)连“0”数目超过3时，将每4个连“0”化作一小节，定义为000V，且V与前一个传号同号；(3)如果两个相同的V同号，把后一个V的第一个“0”变成B，且B与V反号，这时再将从V和后面的传号变