第五章 数字基带传输系统1.ppt

第五章 数字基带传输系统 5.1 引言 5.2 数字基带信号及其频谱特性 5.3 基带传输的常用码型 5.4 基带脉冲传输与码间串扰 5.5 无码间串扰的基带传输特性 5.6 部分响应系统 5.7 基带传输系统的抗噪声性能 5.8 眼图 5.9 时域均衡 5.1 引言 研究基带传输系统的意义 数字基带传输系统框图 5.2 数字基带信号及其频谱特性 5.2.1 数字基带信号及常用码型 数字基带信号是指消息代码的电波形，它是用不同的电平或脉冲来表示相应的消息代码。数字基带信号(以下简称为基带信号)的类型有很多，常见的有矩形脉冲、三角波、高斯脉冲和升余弦脉冲等。最常用的是矩形脉冲，因为矩形脉冲易于形成和变换。 传输码（线路码）型的设计原则 能从其相应的基带信号中获取定时信息 相应的基带信号无直流成分和只有很小的低频成分； 不受信息源统计特性的影响； 尽可能提高传输码型的传输效率； 具有内在的检错能力。 1、单极性不归零码 2、双极性不归零码 3、单极性归零码 特点：用宽度小于码元持续时间的固定电平表示“1”，脉冲在码元周期内回到零电平。用零电平表示“0” 4、双极性归零码 特点：用宽度小于码元持续时间的正脉冲表示“1” 用宽度小于码元持续时间的负脉冲表示“0” 5、差分码 6、多元码（多电平码） 基带信号时域脉冲选择 升余弦脉冲 5.2 数字基带信号的频谱特性 通过谱分析，可以了解信号需要占据的频带宽度，所包含的频谱分量，有无直流分量，有提取同步信息的离散分量等。这样，才能针对信号谱的特点来选择相匹配的信道，以及确定是否可从信号中提取同步信号。 随机脉冲序列的表达式 g1(t)和g2(t)在实际中可以是任意的脉冲，但为了便于在图上区分，这里我们把g1(t)画成宽度为Ts的方波，把g2(t)画成宽度为Ts的三角波。 随机脉冲序列示意波形 稳态项 交变项 交变波u(t)是s(t)与稳态项v(t)之差， 即  u(t)=s(t)-v(t) 在（-Ts/2，Ts/2）间隔内，如s(t)= g1(t)，则 一般表达式为 数字基带信号的功率谱密度 1.稳态项v(t)的功率谱密度Pv(f) 2.交变项u(t)的功率谱密度Pu(f) 3 随机基带序列s(t)的功率谱密度Ps(f) 5.3 基带传输的常用码型 1. AMI码（传号交替反转码） 2.HDB3码（三阶高密度双极性码） HDB3码的解码 解码步骤： （1）先找出两个相邻且同极性的码，后一个为V码； （2）由该V码向前数第三个码，如果它不是0码，则表明是补偿码B； （3）将V码与补偿码均去掉（改为0码），再进行全波整流，得到单极性码，即为原代码。 5.4 基带脉冲传输与码间串扰 什么是码间串扰？ 数字基带传输系统模型 {an}：发送滤波器的输入符号序列，在二进制的情况下, an取值为0、1或-1、+1。 为了分析方便，假设{an}对应的基带信号d(t)是间隔为Ts，强度由an决定的单位冲击序列 5.5 无码间串扰的基带传输特性 选择传输特性的依据 带宽小； 尾 巴振荡幅度小，收敛快； 容易实现。 码元波形要尽快衰减到0，但实现不易，可只要让它在t0+Ts，t0+2Ts等后面码元抽样判决时刻上正好为0，就能消除码间串扰。 k与k一样为任意整数，故再用k代替k ，得 理想低通滤波器 一、无码间串扰传输特性的分析 奈奎斯特第一准则 若基带传输系统的传递函数H(?) 满足 升余弦频谱特性及其波形 总 结 等效传输函数 奈奎斯特 第一准则 其统计平均为 总结得 代入得 可见，交变波的的功率谱Pu(f)是连续谱，它与g1(t)和g2(t)的频谱以及出现概率P有关。根据连续谱可以确定随机序列的带宽。 上式是双边的功率谱密度表示式。如果写成单边的，则有 第一项：由交变项u(t）产生的连续频谱。 在实际中，由于g1(t) ≠ g2(t) 故 G1(f)≠G2(f)， 因而Pu(ω)总是存在的； 第二项：由稳态项v(t）产生的直流成分的功率谱密度。 该项不一定存在。当PG1(0)+(1-P)G2(0)=0时，该项为零，直流成分不存在。 由于双极性码 g1(t)=－g2(t) 故 G1(0)=－G2(0) 在P=0.5时 PG1(0)+(1-P)G2(0)=0 无直流成分。 第三项：由稳态项v(t）产生离散频谱。 该项对提取同步信号特别重要，但这一项也不一定存在。当PG1(mfs)+(1-P)G2(mfs)= 0时，该项为零，直流成分不存在。