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第5章 数字基带传输.ppt

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通 信 原 理 电 子 教 案 第5章 数字基带传输系统 西 北 工 业 大 学 2008.3 第5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。 5.1 引言 定义:--? 数字通信系统可分为数字基带传输系统和数字频带传输系统。两者的主要区别在于是否存在载波调制和解调装置。 意义:实际使用的数字通信系统中基带传输没有频带传输那样广泛,但: ●在利用对称电缆构成的近程数据通信系统中广泛采用了这种传输方式; ●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。 基带传输系统模型: 5.2 数字基带信号及其频谱特性 5.2.1 数字基带信号 ----消息代码的电波形 1. 基带信号波形  (1)单极性非归零波形(NRZ) (2)双极性非归零波形(NRZ) 特点: ① 可能无直流分量。易于传输。 ② 波形之间无间隔。 ③ 不能直接提取同步信息。 ④ 抗噪性能好:判决门限为0,易设置且稳定。 ⑤ 无需一端接地。 (3)单极性归零(RZ)波形 (4)双极性归零(RZ)波形 (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。 规则: 遇“1”相邻码元电平变化; 遇“0”相邻码元电平不变化。 --(反之亦可) (6)多电平波形 2. 基带信号表达式 --随机脉冲序列的表示。以二进制序列为例。 实际上,组成基带信号的单个码元波形并非一定是矩形。根据实际需要,可以有多种多样,比如升余弦脉冲、高斯脉冲等。这说明,信息符号并不是与唯一的基带波形相对应。 若令:波形g1(t)→“0”; 波形g2(t)→“1”; 码元间隔为Ts--码元宽度, 则基带信号可表示成: 5.3 基带传输的常用码型 5.3.1 选码规则---引言 3. 选码规则(传输码的特征) (1)能从其相应的基带信号中获取定时信息; (2)其相应的基带波形无直流分量和只有很小的低频分量; (3)能适应信息源的变化---不受信息源统计特性的影响; (4)传输效率要高; (5)具有内在的检错能力。 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(一个二进制符号变换成一个三进制符号所构成的码); (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。 HDB3码特点: 1)无直流分量、低频分量小; 2)连0串不会超过3个,对定时信号的恢复十分有利; 3)编码复杂,译码简单。 编码规则: 先分组,再编码。先将二进制代码划分成2个码元一组的码组序列,再把每一码组编成两个三进制数字(+ - 0)。 因两位三进制数字共有9种状态,故可灵活选择其中的4种状态。表5-1列出了其中使用最广的格式。 4. Manchester码 --又称双相码、分相码。是对每个二进制代码分别利用两个具有2个不同相位的二进制新码去取代的码。 1B2B 编码规则: 1 → 1 0 (π相位的一个周期方波) 0 → 0 1 ( 0 相位的一个周期方波) 5. Miller码 --又称延迟调制码。是双相码的一种变形。 1B2B 例:{an}: 1 0 1 1 0 1 CMI: 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 5.5 无码间干扰的基带传输特性 引言: 上节说明,若要获得性能良好的基带传输系统,则必须使码间干扰和噪声的综合影响足够小,使系统的总误码率达到规定要求。 ●本节仅从抗码间干扰的角度来研究基带传输特性。 ●前提:不妨设n(t)=0,即暂不考虑噪声的影响(认为无噪声)。 5.5.1 基带传输特性的分析模型 问题:如何降低或消除码干? 考察: 5.5.2 H(ω)特性分析 证明:由式(5.5.5),得h(t-nTs)在时刻kTs抽样的抽样值 无疑,该特性符合无码干条件,从时域更易理解。此时系统冲激响应为【图(a)所示】: 5.6 部分响应系统 引言 为了消除码间串扰,要求把基带传输系统的总特性H(ω)设计成: ●理想低通特性。特点:频谱窄,能达到理论上的极限传输速率2Baud/Hz;但冲击响应尾巴衰减慢,对定时要求严格。 ●等效理想低通传输特性,例如采用升余弦频率特性时,特点:冲击响应的“尾巴”尾巴衰减快,对定时要求可放松;但所需要频带宽,达不到2
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