文元美现代通信原理课件第4讲 数字信号的基带传输.ppt

通信原理 数字基带传输系统的基本结构 5. 差分码 6. 交替极性码(AMI) 8. 分相码 数字双相码又称Manchester码，其编码规则是：将信息代码0编码为线路码“01”；信息代码1编码为线路码“10”(也可以将信息代码0、1的编码规则反之)。 9. 传号反转码(CMI) CMI码的编码规则是：将信息代码0编码为线路码“01”；信息代码1编码为线路码“11”与“00”交替出现。 用数字电路实现码型之间的变换 1、AMI HDB3（分立元件或专用芯片） 2、单极性不归零码 单极性归零码 单极性不归零码 单极性归零码 a-单极性不归零码 b-码元同步脉冲 c-单极性归零码 单极性不归零码 单极性归零码 Q-单极性不归零码 cp-码元同步脉冲 D-单极性归零码 用D触发器实现 状态方程为： 3、单极性不归零码 差分码 单极性不归零码 差分码 用J-K触发器实现 状态方程为： a-单极性不归零码 cp-码元同步脉冲 Q-单极性归零码 单极性不归零码 差分码 用异或门实现 状态方程为： 差分码 单极性不归零码 用异或门实现 状态方程为： 为了使频谱分析的物理概念清楚，推导过程简化，我们可以把s(t)分解成稳态波v(t)和交变波u(t)。 所谓稳态波，即是随机序列s(t)的统计平均分量，它取决于每个码元内出现g1(t)、 g2(t)的概率加权平均，且每个码元统计平均波形相同，因此可表示成   其波形如图 (b)所示， 显然v(t)是一个以Ts为周期的周期函数。  交变波u(t)是s(t)与v(t)之差， 即 u(t)=s(t)-v(t)，其中第n个码元为： 或者写成 显然u(t)是随机脉冲序列 ，图 （c）画出了u(t)的一个实现。 下面我们根据上两式， 分别求出稳态波v(t)和交变波u(t)的功率谱，将两者的功率谱合并起来就可得到随机基带脉冲序列s(t)的频谱特性 1、v(t)的功率谱密度pv(f) 由于V(t)是以Tb为周期的周期信号，故可展开成傅氏级数，然后根据周期信号功率谱密度与傅氏系数的关系得到V(t)的功率谱。稳态波是离散线谱，根据离散谱可确定随机序列是否含有直流分量和定时分量。 2、U(t)功率谱密度pu(f) U(t)是功率型随机脉冲序列，它的功率谱密度可用截短函数和求统计平均的方法来求。交变波的功率谱是连续谱，与g1(t)、g2(t)的频谱以及出现的概率有关。根据连续谱可确定随机序列的带宽。 3、s(t)=u(t)+v(t)的功率谱密度p(f) 2、系统函数为三角形状 (3) 当α=1时， 有 4.3.4 无码间串扰时噪声对传输性能的影响 抗噪声性能分析模型 判决电路的典型输入波形 图(a)是无噪声影响时的信号波形，图（b）则是图(a)波形叠加上噪声后的混合波形。 双极性码的误码率 随机脉冲序列示意波形 假设随机脉冲序列为 从上式我们可以得出如下结论： 单极性不归零信号 若假设g1(t)=0， g2(t)为门函数，且p=1/2, 则功率谱密度为 只有连续谱和直流分量。 二进制基带信号的功率谱密度 双极性不归零信号 当P=1/2时，双极性信号的谱密度为 单极性归零码谱密度 双极性归零码谱密度 动画演示 根据信号功率的90%来定义带宽B， 则有 利用数值积分，由上式可求得双极性归零信号和单极性归零信号的带宽近似为 4.2 数字基带传输系统 4.2.1 数字基带系统的基本组成 数字基带传输系统方框图 基带传输系统各点的波形 码间串扰示意图 4.2.2 基带传输系统的数学分析 基带传输系统简化图 假定输入基带信号的基本脉冲为单位冲击δ(t)，这样发送滤波器的输入信号可以表示为 其中ak是第k个码元，对于二进制数字信号，ak的取值为0、 1(单极性信号)或-1、+1(双极性信号)。由图可以得到 式中h(t)是H(ω)的傅氏反变换，是系统的冲击响应，可表示为 nR(t)是加性噪声n(t)通过接收滤波器后所产生的输出噪声。 抽样判决器对y(t)进行抽样判决，以确定所传输的数字信息序列{ak}。为了判定