通信技术与系统-第五章 数字信号基带传输.ppt

第五章 数字信号基带传输 主要内容 数字基带信号的码型 数字基带信号功率谱 符号间干扰及奈奎斯特准则 信道均衡 眼图 数字信号基带传输 基带信号：频带分布在低频段（通常包含直流）且未经过调制的信号； 数字基带信号：用不同幅度的电脉冲表示码元的不同取值，由此形成的二进制电脉冲序列； 模拟基带信号：未经过调制的模拟信号。 数字信号基带传输 通信系统包括两种情况： 基带传输 频带传输 数字基带信号的码型 码型：电脉冲的存在形式； 码型编码：数字信号的电脉冲表示过程； 码型译码：由码型还原为原来数字信号的过程。 数字基带信号的码型 为什么数字通信系统（数据通信系统）不直接采用自然编码的数字信号进行基带传输 ？ 自然编码的数字基带信号包含直流分量或低频分量，信道难以满足传输要求，传输可能受限； 接收时不便于提取同步信号 ； 由于限带和定时抖动，易产生码间干扰； 信号码型选择与波形形式直接影响传输的可靠性与信道带宽利用率； 数字基带信号的码型 选择码型应遵循的原则 对于传输频带低端受限的信道，线路编码应不含直流分量 ； 码型选择仅仅是传输的中间过程； 便于从信号中提取位定时信息； 自身具有抗噪声及干扰的能力； 码型具有一定检错能力； 能减少误码扩散； 频谱收敛，节省传输带宽，减少码间干扰； 编解码简单，降低通信延时与成本； 数字基带信号的码型 单极性不归零码(单极性NRZ) 用高电平和低电平（常为零电平）两种取值分别表示二进制码1和0 ； 双极性不归零码(双极性NRZ) 用正电平和负电平分别表示1和0 ； 数字基带信号的码型 数字基带信号的码型 单极性归零码（单极性RZ） RZ码发送1时高电平在整个码元期间T内只持续一段时间，在其余时间则返回到零电平，发送0时用零电平表示 双极性归零码（双极性RZ） 用正极性的归零码和负极性的归零码分别表示1和0 ; 数字基带信号的码型 数字基带信号的码型 差分码 1和0分别用电平的跳变或不变来表示 ； 传号差分码NRZ（M）：用电平跳变表示1； 空号差分码NRZ（S）：用电平跳变表示0； 数字基带信号的码型 数字基带信号的码型 数字双相码 （分相码或曼彻斯特码 ） 用一个周期的方波表示1，用方波的反相波形表示0，并且都是双极性非归零脉冲。 密勒码（延迟调制） 1用码元间隔中心出现跃变表示，即用10或01表示； 0有两种情况：单0时在码元间隔内不出现电平跃变，而且在与相邻码元的边界处也无跃变；出现连0时，在两个0的边界处出现电平跃变，即00与11交替； 数字基带信号的码型 数字基带信号的码型 传号反转码(CMI码 ) 1交替地用00和11两位码表示; 0固定地用01表示 ; 数字基带信号的码型 数字基带信号的码型 传号交替反转码（AMI码 ） 二进制码0用0电平表示； 二进制码1交替地用+1和-1的半占空归零码表示； 数字基带信号的码型 n阶高密度双极性码(HDBn码) HDBn码是采用在连“0”码中插入“1”码的方式破坏连“0”状态； HDBn码的取代节有两种：B00...0V和00...V 数字基带信号的码型 三阶高密度双极性码(HDB3码) 数字基带信号的码型 三阶高密度双极性码(HDB3码) 数字基带信号的码型 多元码 当数字信息有M种符号时，称为M元码，因为M＞2，所以M元码也称多元码。 主要特点 比特率（信息传输速率）大于波特率（码元传输速率）; 在波特率相同的情况下（传输带宽相同），多元码的比特率提高了lbM倍 ; 数字基带信号的码型 数字基带信号功率谱 数字基带信号是随机的脉冲序列。 可看作信号中代表 “0”和“1”的信号出现概率分别为P和(1?P)； 数字基带信号功率谱 二进制随机脉冲序列的功率谱一般包含连续谱和离散谱两部分。 连续谱总是存在，可用以确定传输数字信号的带宽； 离散谱却不一定存在，它与脉冲波形及出现的概率有关。 符号间干扰 符号间干扰（码间串扰 ） 前面的码元对后面的若干码元造成的不良影响 ； 码间串扰和信道噪声是影响基带信号进行可靠传输的主要因素； 符号间干扰 基带信号传输系统的典型模型 无失真数字基带传输 接收波形满足抽样值无串扰的充要条件： 仅在本码元的抽样时刻上有最大值，而对其它码元的抽样时刻信号值无影响；即在抽样点上不存在码间干扰; 接收信号抽样频谱序列之和等于常数 ; 无失真数字基带传输 无失真数字基带传输 无失真数字基带传输 理想低通信号 无失真数字基带传输 无失真数字基带传输 无码间串扰示意图 无失真数字基带传输 基带传输系统传输能力的极限值 无失真数字基带传输 升余弦频谱 无失真数字基带传输 无失真数字基带传输 部分响应系统 无失真数字基带传输 波形频谱： 输出波形： 无失真数字基带传输 实用部分响应编码 预