通信原理第6章数字信号的基带传输.ppt

2007年12月 第六章数字信号的基带传输 通信原理 概述 数字基带信号 － 未经调制的数字信号，它所占据的频谱是从零频或很低频率开始的。 数字基带传输系统 不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统，常用于传输距离不太远的情况下。 数字调制（带通）传输系统 包括调制和解调过程的传输系统。 概述 数字信号传输时为什么需要不同的表示方法？ 1.为了除去直流分量和频率很低的分量； 2.为了在接收端得到每个码元的起止时刻信息； 3.为了使信号的频谱和信道的传输特性相匹配。 本章主要内容 常用码型：适合信道传输的基带信号。 频谱特性：功率谱组成（连续谱和离散谱）。 码间串扰：因系统传输特性不良造成干扰。 部分响应：有控制地引入码间干扰。 目录 1 数字基带信号的码型 2 数字基带信号的功率谱 3 无码间串扰的传输波形 4 部分响应基带传输系统 5 扰码和解扰 6 眼图 7 均衡 6.1 数字基带信号的码型 数字基带信号：数字信息的电脉冲表示 电脉冲的形式称为码型 数字信息---------------码型----------数字信息 码型编码(码型变换) 码型译码 几种常用的二元码波形 6.1.1 数字基带信号的码型设计原则 6.1.2 二元码 单极性波形： 特点：电脉冲之间无间隔，极性单一，易于用TTL、CMOS电路产生； 缺点：有直流分量，要求传输线路具有直流传输能力，因而不适应有交流耦合的远距离传输，只适用于计算机内部或极近距离的传输。 双极性波形： 当“1”和“0”等概率出现时无直流分量，有利于在信道中传输，并且在接收端恢复信号的判决电平为零值，因而不受信道特性变化的影响，抗干扰能力也较强。 简单二元码 单极性非归零码（NRZ） 单极性：1---高电平；0---0电平，码元持续期间电平不变 非归零：NRZ (nor-return to zero) 有直流且有固定0电平，多用于终端设备或近距离传输（线路板内或线路板间）； 单极性归零码（RZ） 归零：RZ (return to zero)发送“1”码时高电平在码元期间内只持续一段时间，多用于近距离波形变换； 有直流； 可直接提取位定时； 差分码 传号差分码（电平跳变表示1）：NRZ（M） 空号差分码（电平跳变表示0）：NRZ（S） 属于相对码，多用于相位调制系统的码变换器中，可以克服相位模糊。 简单二元码的功率谱 花瓣形状：主瓣，旁瓣 主瓣带宽：信号的近似带宽-----谱零点带宽 简单二元码的问题 不能适应有交流耦合的传输信道 功率谱中含有丰富的低频分量，直流分量 多个连码时无定时信息 矩形脉冲的跳变沿有无穷多的频率分量 跳变沿有定时信息 不具有检测错误的能力 相邻信号之间独立，无制约 简单二元码的改进 简单二元码：一个信息码元用1位的二元码来表示 1B2B码型 原始的二元码一个码元，用一组2位的二元码来表示 总结 数字基带信号的码型 1. 数字基带信号的码型设计原则 码型的频域特性 抗噪声能力 提取位定时信息 2. 二元码 简单二元码 1B2B码 3. 三元码 AMI码 HDB3码 6.3 无码间串扰的传输波形 引言 数字基带信号的码型 数字基带信号功率谱 时域矩形波，频域？ 本节目录 无码间串扰的传输条件 无码间串扰的传输波形 背景介绍 1．矩形波形的传输条件 时域受限；频域受限 (× ) 时域受限；频域无限 (√ ) 时域无限；频域受限 (√ ) 矩形波形,要求信道频带无限宽 2．实际信道的条件 (1)频带受限----乘性干扰 经频带受限信道传输的信号: 频域受限；时域无限 信道的带宽受限导致前后码元的波形产生畸变和展宽。这样，前面码元的波形会出现很长的拖尾，蔓延到当前码元的抽样时刻，对当前码元的判决造成干扰。这种码元之间的相互干扰称为码间串扰或符号间串扰。 码间串扰过大时，接收信号出错 (2) 信道噪声----加性干扰 经有噪声信道传输的信号 ，信号的幅度受到干扰 噪声幅度过大时，接收信号出错 3．基带传输系统的设计目标 ① 无码间串扰波形 ② 噪声的影响减到足够小的程度 码间串扰，信道噪声 产生的机理不同；分别进行讨论 4. 基带信号传输系统的典型模型 信道信号形成器（发送滤波器）：压缩输入信号频带，把传输码变换成适宜于信道传输的基带信号波形。 信道：信道的传输特性一般不满足无失真传输条件，因此会引起传输波形的失真。另外信道还会引入噪声n(t)，并假设它是均值为零的高斯白噪声。 接收滤波器： 它用来接收信号，滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。 抽样判决器：