[工学]第五章数字信号基带传输

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1、通信原理通信与信息工程系游思晴yousiqing@ccbupt.cn61228203，办公室3101为什么采用数字通信系统数字电路信号处理技术(算法)纠错编码技术能否采用数字通信系统？实际的信号，多数是模拟信号数字信号近似表达模拟信号抽样、量化精度问题2第五章数字信号的基带传输5.1引言5.2数字基带信号的波形极其功率谱密度5.3通过加性白高斯噪声信道的数字基带信号的接收5.4数字PAM信号通过限带基带信道的传输5.5理想限带及加性白高斯噪声干扰信道条件下数字PAM信号的最佳基带传输5.6眼图5.7信道均衡5.8

2、部分响应系统5.9符号同步35.1引言符号：消息的表达，二进制，多进制信号波形：一个物理信号，可以用函数描述，有幅度，有相角数字调制器：把符号映射成物理信号的系统数字信号：数字调制器的输出，本身就是一个模拟信号，因其携带数字符号信息得名。数字调制器的载波：一般是周期性的脉冲。数字基带信号、基带信道、数字基带传输系统：功率谱密度在零频附近的数字信号通带在零频附近的信道信号和信道均为基带的传输系统。45.1引言数字通信系统中，信号的变化5数字基带信号传输系统框图abcefg脉冲形成器发送滤波器信道接收滤波器抽样判决器

3、码元再生同步提取定时脉冲噪声6各点波形75.1.2几个定义见书129页信息量的单位:（比特，奈特，etc）若离散信源是由两种符号组成的集合，并且满足如下两个条件：符号等概出现各符号之间统计独立则定义此信源输出的每个符号包含的信息量为1个比特(bit)，称此比特为信息量的单位。上述条件满足时，符号包含的信息量为最大值，不独立或者不等概时所包含的信息量小于1bit。8信息速率：（比特/秒）数字系统单位时间传输的信息量。单位bit/s如果二进制信源的输出符号独立&等概，则信息速率等于单位时间传输的二进制符号数量。9码元

4、传输速率：（波特）是一个数字传输系统平均每一秒钟所传输的符号个数。码元间隔Ts表示每隔Ts时间发送了一个符号。也称符号速率单位为波特(baud)，含义为每秒符号数10信息速率与码元传输速率的关系：M进制数字通信系统：表示K个二进制符号映射成一个M进制符号为二进制符号速率，为M进制符号速率，令：则：信源满足独立等概条件，则信息速率也为：单位为bit/sbaud11误比特率&误符号率：误比特率：二进制系统，发端发送符号，收端接收到的符号，两者不等的概率：误符率：M进制系统，发端发送符号，收端接收到的符号，两者不等的概

5、率：误符率也称误码率12频带利用率：如果一个数字通信系统的信息传输速率是Rb，该系统所占用的带宽是B，则其频带利用率是Rb/B（bit/s/Hz）。或者按波特率来衡量：如果一个数字通信系统的符号输速率是Rs，该系统所占用的带宽是B，则其频带利用率是Rs/B（Baud/Hz）。135.2数字基带信号波形及其功率谱密度数字脉冲调制，载波为周期性脉冲。数字序列调制脉冲载波的幅度，得到脉冲幅度调制信号，PAM信号数字序列调制脉冲载波的脉冲位置，得到脉冲位置调制信号，PPM信号数字序列调制脉冲载波的脉冲宽度，得到脉冲宽度调

6、制信号，PDM信号145.2.1PAM（二进制或者M进制）PAM可以看成是信号驱动一个冲激响应为的线性系统所得。155.2常用PAM信号数字基带信号的功率谱密度常用线路码型165.2.2常用的PAM信号波形（码型）I175.2.2常用的PAM信号波形（码型）II单极性归零信号功率谱密度包含时钟分量及其奇次谐波单极性不归零信号功率谱密度185.2.2常用的PAM信号波形III19双极性不归零信号功率谱密度双极性归零信号功率谱密度5.2.2常用的PAM信号波形IV205.2.2常用的PAM信号波形V21差分波形：单极

7、性不归零信号5.2.2常用的PAM信号波形VI差分编码等概、独立：差分码与绝对码有相同的功率谱密度225.2.2常用的PAM信号波形VII多电平信号：双极性,等概率,不归零235.2.3数字PAM信号功率谱密度I平稳过程？相关函数功率谱密度循环平稳过程？相关函数功率谱密度时间平均245.2.3数字PAM信号功率谱密度II为广义平稳随机序列：预备知识：符号之间不相关255.2.3数字PAM信号功率谱密度III证明s(t)为循环平稳随机过程：周期函数，周期为：均值的特点？265.2.3数字PAM信号功率谱密度IV证明

8、s(t)为循环平稳随机过程：周期函数，周期为：故：s(t)为循环平稳随机过程自相关函数的特点？275.2.3数字PAM信号功率谱密度V求自相关的时间平均：285.2.3数字PAM信号功率谱密度VII求循环平稳随机过程S(t)的功率谱密度：其中：的功率谱密度295.2.3数字PAM信号功率谱密度VIIIg(t)的付氏变换的功率谱密度305.2.3数字PAM信号功率谱密度IX