2003高等通信原理第4章-数字基带传输系统-a

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1、高等通信原理第4章数字信号的基带传输2003-10-21数字通信与信息网络实验室1引言•为什么要研究基带系统？（信道、基础）–有基带和频带系统，基带系统中的许多概念、理论可直接应用于频带系统（光纤、无线）；–理论上，频带传输系统总有一个基带传输系统与之对应，等效基带系统；–实际中存在基带传输（设备内部、外设），不只是低速率传输，还有高速传输，有迅速发展的趋势。•什么是基带系统？–基带信号（功率谱低通型、直流）、基带信道（传递函数低通型），信号频谱不搬移，直接传送。–将数字基带信号通过基带信道传输，称此传输系统为数字基带传输系统2003-10-21

2、数字通信与信息网络实验室2主要内容•什么是数字基带系统？构成•如何实现基带传输？•基带传输的常用码型：信号与信道的适配•数字基带信号的功率谱计算•无码间干扰的基带传输特性—Nyquist第一准则•部分响应系统•无码间干扰基带系统的抗噪声性能（AWGN）•伪随机序列与扰码和解扰•眼图•时域均衡器2003-10-21数字通信与信息网络实验室3数字基带系统的构成m'(t)码型m(t)发滤m1(t)m2(t)收滤r(t)抽样m3(t)码型m0(t)信道编码波器波器判决译码n(t)cp(t)位同步器•码型编码：将信源或信源编码输出的码型（常为单极性NRZ码

3、）变为适于信道传输的码型。•发滤波器：将m(t)变为适合于信道传输的波形，如将m(t)中的高频成分滤掉，限制进入信道信号的带宽•收滤波器：使进入抽样判决器的信号无码间串扰，滤除带外噪声。•位同步器：提取位同步信号，cp(t)的频率等于码速率，上升沿与r(t)的最大值对齐。•抽样判决器：再生数字基带信号m(t)，可能有误码（码间串扰、噪声、3位同步信号相位抖动）。•码型译码：使输出码型符合收终端的要求。2003-10-21数字通信与信息网络实验室4数字基带系统中各点的波形10011TSm’(t)Eτm(t)m1(t)m2(t)r(t)cp(t)m3

4、(t)2003-10-21数字通信与信息网络实验室5如何实现基带传输系统？•两次变换：如何将消息（字母、数字或符号）等变换成数字基带信号？如何将数字基带信号变换成适于信道传输的码型或波形？•不考虑噪声，只考虑信道传输特性对系统的影响以及改进措施；•信道传输特性理想时，考虑噪声对系统性能的影响。2003-10-21数字通信与信息网络实验室6传输代码、数字基带信号、传输码（线路码）•传输代码：如字母、数字或符号（包括控制符号）等的消息利用二进制代码表示，这样，数据终端产生的数据信息就是以“1”和“0”表示的数据随机数据信息序列；国际5号码（ASCII

5、码），国际电报2号码以及GB1988-80国标标准代码。A---41h，B---42h。•数字基带信号：数据序列的电波形表示；电信号。单、双极性；归零码、不归零码。•数字调制：数字基带信号转换成传输码或者线路码（基带调制）或传输波形（频带调制），适于信道传输。频谱成形的编码称为线路码或调制码或传输码。•“A”---01000001---0v00000v---HDB3消息传输代码基带信号线路码2003-10-21数字通信与信息网络实验室7数字基带信号的基本码型（1）•单极性非归零（NRZ）码–脉冲宽度等于码元宽度，有直流，不能提取位同步信号•双极性

6、非归零码–脉冲宽度等于码元宽度，有正负电平，不能提取位同步信号•单极性归零码–脉冲宽度小于码元宽度，有直流，可提取位同步信号•双极性归零码–脉冲宽度小于码元宽度，三电平，可提取位同步信号单极性有直流、双极性无直流；归零码包含位同步信号、不归零码不包含位同步信号2003-10-21数字通信与信息网络实验室8基本码型的信号波形（1）11101001A二进制单极性不归零码011101001A0二进制双极性不归零码-A11101001A二进制单极性归零码0A0二进制双极性归零码-ATsτ适于通过同轴电缆等在设备之间进行短距离传输，长距离时不适合（2.04

7、8Mbps，几十米到几公里）2003-10-21数字通信与信息网络实验室9基本码型的功率谱密度（1）归零码不归零码归一化的功率谱01Ts1τf离散谱：单极性肯定有、双极性不一定有，离散谱用来提取位同步；归零码、不归零码占用的频带宽度不一样。2003-10-21数字通信与信息网络实验室10数字基带传输常用码型的设计原则•对于低频受限信道，线路传输码型中不应含直流分量•码型变换（码型编译码）过程应对任何信源具有透明性（但线路传输码型的功率谱与信源的统计特性有关）•便于从基带信号中提取位定时•便于实时监测传输系统的信号质量（具有内在的检错能力）•避免出

8、现误码扩散现象•对于分组型的传输码型（如5B6B，4B3T），应提供分组同步信息•尽量减少基带信号中的高频分量，节省频带•编译码尽量简单