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通信原理 第五章　基带数字信号的表示和传输 5.1 概述 数字信号 　　　数字信号为一时间离散和幅度离散的序列。在二进制中，幅度取 0 或 1 两个值；在 M 进制中，幅度取 0, 1,…, M?1等 M 个值。 基带信号 　　　信号频带宽度与其中心频率相当，含有直流分量或大量的低频分量。 数字信号传输时为什么需要不同的表示方法？ 为了除去直流分量和频率很低的分量； 为了在接收端得到每个码元的起止时刻信息； 为了使信号的频谱和信道的传输特性相匹配 。 5.2 字符的编码表示 字符 数字、字母、符号和汉字等统称为字符。 汉字的编码方法 4 位十进制数字表示一个汉字。 电报编码： “中”? “0022”，“国”?“0948”。 区位码：“中”?“5448”，“国”?“2590”。 英文字母编码方法 ASCII 码 －7位二进制数字表示一个字符 。 “0”用 30H 表示，“1”用 31H 表示，等； “A”用 41H 表示，“a”用 61H 表示，等。 5.3 基带数字信号的波形 基带数字波形的基本特征 单极性波形：用正（负）电平和零电平分别表示 1 和 0 ； 双极性波形：用正电平和负电平分别表示 1 和 0 ； 非归零波形（NRZ）：在整个码元周期 T 内电平保持不变； 归零波形（RZ）：在码元周期 T 内电平只持续一段时间，余下时间返回到零电平。 四种基本数字的波形 5.3 基带数字信号的波形 5.3 基带数字信号的波形 差分波形 　　　用电平的跳变或不变，而不是电平值的高低，分别表示 1 和 0 。 5.3 基带数字信号的波形 多电平波形 　　　用 多种电平表示数字信号，称为多电平波形，或多进制波形。 5.4 基带数字信号的传输码型 传输码型的要求 无直流分量 低频分量少 容易提取码元定时信息 频带宽度窄，或传输效率高 抗干扰信能强，有一定的检错能力 与信源的统计特性无关 实现代价低 5.4 基带数字信号的传输码型 AMI（传号交替反转码） 用三种取值的信号幅度表示二进制码。三种幅度的取值分别为：+V，0，?V。 0 用 0 电平表示；1 交替地用 +1 和 ?1 的半占空比归零码表示。 AMI 的直流分量为零，能量集中在 1/2 码元速率处，信号经全波整流后可提取位定时信号。 5.4 基带数字信号的传输码型 HDB3（3 阶高密度双极性码） 连续4个0，第4个0变换成V 码； V 码交替； V 码应与前邻传号码极性相同； 若无法保证极性相同，则第1个0变换成 B 码。 5.4 基带数字信号的传输码型 双相码 用码元中心正跳变表示 0，负跳跳变表示 1。 含有位定时信息；双极性，无直流分量；频带较宽；易实现（时钟脉冲与单极性非归零码相异或）。 5.4 基带数字信号的传输码型 密勒码 用码元中心跳变表示1。单 0 保持电平不变，连 0 时在码元边界跳变。 用双相码触发双稳态电路可得密勒码。 5.4 基带数字信号的传输码型 CMI码 1 交替地用高、低电平表示；0 用码元中心正跳变表示。 因 0 和 1 的高、低电平都是交替出现的，故 CMI 码无直流分量；易于提取位定时信号；实现简单。 5.5 基带数字信号的频率特性 纯随机二元序列：在某一时刻发送的信号元与以前时刻所发送的信号元无关（本章公式前提） 随机基带数字信号的表示 “0” 的基本波形为 g1(t)，出现的概率为 P； “1” 的基本波形为 g2(t)，出现的概率为 1?P。 随机基带数字信号的表示 　其中 5.5 基带数字信号的频率特性 码元波形 “0” 用g1(t) 表示 “1” 用g2(t) 表示 5.5 基带数字信号的频率特性 随机基带数字信号的分解 　　　s(t) = v (t) + u (t) 稳态（确定）分量，为 s(t) 的统计平均分量： 　 交变（随机）分量 5.5 基带数字信号的频率特性 交变（随机）分量的表示 5.5 基带数字信号的频率特性 随机基带数字信号分解图示 5.5 基带数字信号的频率特性 稳态（确定）分量 v (t) 的功率谱密度 交变（随机）分量 u (t) 的功率谱密度 数字信号 s(t) 的功率谱密度 5.5 基带数字信号的频率特性 0-1等概率时信号的功率谱密度 5.5 基带数字信号的频率特性 0-1等概率单极性NRZ码的功率谱密度 5.5 基带数字信号的频率特性 0-1等概率单极性NRZ码的功率谱密度（续） 5.5 基带数字信号的频率特性 0-1等概率单极性RZ码的功率谱密度 5.5 基带数字信号的频率特性 0-1等概率单极性RZ码的功率谱密度（续） 5.5 基带数字信号的频率特性 0-1等概率双极性NRZ码的功率谱密度 5.5 基带数字信号的频率特性 0-1等概率双极性NRZ码的功率谱密度（续） 5.5