[理学]蒋青 于秀兰 通信原理 第五章教案ppt 考试重点

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1、第五章：数字信号的基带传输5.1引言5.2数字基带信号的码型和波形5.3数字基带信号的功率谱密度5.4数字基带信号的传输与码间串扰5.5码间串扰基带传输系统的抗噪声性能分析5.6最佳基带传输系统5.7眼图5.8改善数字基带系统性能的措施5.1引言数字信号的传输需要解决的主要问题：控制符号间干扰，抗加性高斯白噪声的最佳性能发、收两端的位定时同步。数字信号的传输可分为基带传输和频带传输两种方式。信源发出的数字信号未经调制或频谱变换，直接在有效频带与信号频谱相对应的信道上传输的通信方式称为数字信号的基带传输。为了适应信道

2、传输特性而将数字基带信号进行调制，即将数字基带信号的频谱搬移到某一载频处，变为频带信号进行传输的方式称为频带传输。图5-1数字基带传输系统数字基带传输系统的输入端通常是码元速率为RB，码元宽度为Ts的二进制（也可为多进制）脉冲序列，用符号{dk}表示。脉冲形成器的作用是把单极性码变换为双极性码或其它形式适合于信道传输的、并可提供同步定时信息的码型，脉冲形成器也称为码型变换器。脉冲形成器输出的各种码型是以矩形脉冲为基础的，这种以矩形脉冲为基础的码型往往低频分量和高频分量都比较大，占用频带也比较宽，直接送入信道传输，容

3、易产生失真。发送滤波器的作用是把它变换为比较平滑的波形gT(t)。图5-2数字基带传输系统各点波形5.2数字基带信号的码型和波形对传输用的基带信号的主要要求有两点：1）对各种码型的要求，期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型；2）对所选码型的电波形要求，期望电波形适宜于在信道中传输。前一问题是传输码型的选择；后一问题是基带波形的选择。这两个问题既有独立性又相互联系。基带信号的码型类型很多，常见的有单极性码、双极性码、AMI码、HDB3码和CMI码等。适合于信道中传输的波形一般应为变化较平滑的脉冲波形。为了简便起

4、见，本节将以矩形脉冲为例来介绍基带信号的码型。5.2.1数字基带信号的码型不同形式的码型信号具有不同的频谱结构，实际中必须合理地设计选择数字基带信号码型，使数字信号能在给定的信道中传输。我们将适于在信道中传输的基带信号码型称为线路传输码型。基带传输信号码型设计应考虑如下一些原则：（1）对于频带低端受限的信道传输，线路码型中不含有直流分量，且低频分量较少。（2）便于从相应的基带信号中提取定时同步信息。（3）信号中高频分量尽量少，以节省传输频带并减少码间串扰。（4）所选码型应具有纠错、检错能力。（5）码型变换设备要简单

5、，易于实现。1单极性不归零（NRZ）码设消息代码由二进制符号“0”、“1”组成，则单极性不归零码如图5-3（a）所示。这里，基带信号的零电位及正电位分别与二进制符号的“0”及“1”一一对应。可见，它是一种最简单的常用码型。（1）具有直流分量；（2）判决电平不能稳定在最佳电平；（3）不能直接提供同步信号；（4）要求信道的一端接地；2、双极性不归零（NRZ）码图5-3（b）所示的代码是双极性不归零（NRZ）码，其特点是数字消息用两个极性相反而幅度相等的脉冲表示。其与单极性码比较有以下优点：（1）从平均统计角度来看，消息

6、“1”和“0”的数目各占一半，所以无直流分量。（2）接收双极性码时判决门限电平为零，稳定不变，因而不受信道特性变化的影响，抗噪声性能好。（3）可以在电缆等无接地的传输线上传输。3、单极性归零（RZ）码单极性归零码是在传送“1”码时发送一个宽度小于码元持续时间的归零脉冲，而在传送“0”码时不发送脉冲，如图5-3（c）所示。设码元间隔为Ts，归零码宽度为，则称为占空比。可以提供同步信号。4、双极性归零（RZ）码双极性归零码的构成与单极性归零码一样，如图5-3（d）所示。这种码型除了具有双极性不归零码的一般特点以外，还可

7、以通过简单的变换电路变换为单极性归零码，从而可以提取同步信号。因此双极性归零码得到广泛的应用。5、差分码这种码型的特点是把二进制脉冲序列中的“1”或“0”反映在相邻信号码元相对极性变化上，是一种相对码。如，使用相邻单位跳变表示“1”，相邻电位不变表示“0”。差分码的优点是，即使接收到的码元极性与发送端相反，也能正确判决。6、多值波形（多电平波形）前述各种信号都是一个二进制符号对应一个脉冲。实际上还存在多个二进制符号对应一个脉冲的情形。这种波形统称为多值波形或多电平波形。例如若令两个二进制符号00对应+3E，01对应

8、+E，10对应-E，11对应-3E，则所得波形为4值波形，如图5-3（f）所示。由于这种波形的一个脉冲可以代表多个二进制符号，故在高速数据传输中，常采用这种信号形式。图5-3几种基本的数字基带信号码型二、传输码型并不是所有的基带信号码型都适合在信道中传输，往往是根据实际需要进行选择。下面我们介绍几种常用的适合在信道中传输的传输码型。1、AMI码AMI码的全称