数字基带信号的码型

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1、数字基带信号的码型

2、第1...4.1.1数字基带信号的码型设计原则所谓数字基带信号，就是消息代码的电脉冲表示――电波形。在实际基带传输系统中，并非所有的原始数字基带信号都能在信道中传输，例如，含有丰富直流和低频成分的基带信号就不适宜在信道中传输，因为它有可能造成信号严重畸变；再例如，一般基带传输系统都是从接收到的基带信号中提取位同步信号，而位同步信号却又依赖于代码的码型，如果代码出现长时间的连“0”符号，则基带信号可能会长时间出现0电位，从而使位同步恢复系统难以保证位同步信号的准确性。实际的基带传输系统还可能提出其它要求，从而导致对基带信号也存在各种可能的要求。归纳起来，对

3、传输用的基带信号的要求主要有两点：（1）对各种代码的要求，期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型；（2）对所选的码型的电波形的要求，期望电波形适宜于在信道中传输。前一问题称为传输码型的选择，后一问题称为基带脉冲的选择。这是两个既彼此独立又相互联系的问题，也是基带传输原理中十分重要的两个问题。本节讨论前一问题，后一问题将在下面几节中讨论。传输码（常称为线路码）的结构将取决于实际信道的特性和系统工作的条件。概括起来，在设计数字基带信号码型时应考虑以下原则：(1)码型中应不含直流分量，低频分量尽量少。(2)码型中高频分量尽量少。这样既可以节省传输频带，提高信道的频带利用率，还

4、可以减少串扰。串扰是指同一电缆内不同线对之间的相互干扰，基带信号的高频分量越大，则对邻近线对产生的干扰就越严重。(3)码型中应包含定时信息。(4)码型具有一定检错能力。若传输码型有一定的规律性，则就可根据这一规律性来检测传输质量，以便做到自动监测。(5)编码方案对发送消息类型不应有任何限制，即能适用于信源变化。这种与信源的统计特性无关的性质称为对信源具有透明性。(6)低误码增殖。对于某些基带传输码型，信道中产生的单个误码会扰乱一段译码过程，从而导致译码输出信息中出现多个错误，这种现象称为误码增殖。(7)高的编码效率。(8)编译码设备应尽量简单。上述各项原则并不是任何基带传输

5、码型均能完全满足，往往是依照实际要求满足其中若干项。数字基带信号的码型种类繁多，下面仅以矩形脉冲组成的基带信号为例，介绍一些目前常用的基本码型。4.1.2数字基带信号的常用码型常用的数字基带传输码型有以下几种，它们的波形示于图4-1。1.单极性非归零（NRZ）码单极性NRZ码如图4-1（a）所示。在表示一个码元时，二进制符号“1”和“0”分别对应基带信号的正电平和零电平，在整个码元持续时间，电平保持不变。单极性NRZ码具有如下特点：（1）发送能量大，有利于提高接收端信噪比；（2）在信道上占用频带较窄；（3）有直流分量，将导致信号的失真与畸变；且由于直流分量的存在，无法使用一

6、些交流耦合的线路和设备；（4）不能直接提取位同步信息（稍后将通过例题予以说明）；（5）抗噪性能差。接收单极性NRZ码的判决电平应取“1”码电平的一半。由于信道衰减或特性随各种因素变化时，接收波形的振幅和宽度容易变化，因而判决门限不能稳定在最佳电平，使抗噪性能变坏；（6）传输时需一端接地。由于单极性NRZ码的诸多缺点，基带数字信号传输中很少采用这种码型，它只适合极短距离传输。2.双极性非归零（NRZ）码在此编码中，“1”和“0”分别对应正、负电平，如图4-1（b）所示。其特点除与单极性NRZ码特点（1）、（2）、（4）相同外，还有以下特点：（1）直流分量小。当二进制符号“1”

7、、“0”等可能出现时，无直流成分；（2）接收端判决门限为0，容易设置并且稳定，因此抗干扰能力强；（3）可以在电缆等无接地线上传输。双极性NRZ码常在CCITT的V系列接口标准或RS-232接口标准中使用。500)this.style.ouseg(this)">图4-1二进制数字基带信号码型3.单极性归零（RZ）码归零码是指它的有电脉冲宽度比码元宽度窄，每个脉冲都回到零电平，即还没有到一个码元终止时刻就回到零值的码型。单极性归零码如图4-1（c）所示，在传送“l”码时发送1个宽度小于码元持续时间的归零脉冲；在传送“0”码时不发送脉冲。脉冲宽度500)this.style.ou

8、seg(this)">与码元宽度500)this.style.ouseg(this)">之比500)this.style.ouseg(this)">叫占空比。单极性RZ码与单极性NRZ码比较，缺点是发送能量小、占用频带宽，主要优点是可以直接提取同步信号。此优点虽不意味着单极性归零码能广泛应用到信道上传输，但它却是其它码型提取同步信号需采用的一个过渡码型。即对于适合信道传输的，但不能直接提取同步信号的码型，可先变为单极性归零码，再提取同步信号。}4.双极性归零（RZ）码双极性归零码构成原理与单极性归零码相同，如图4-