现代通信原理(09-1)

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1、现代通信原理第九章数字信号的基带传输(1)9/25/20211单元概述数字信号可以直接在有线信道中传输，也可以调制后在有线或无线信道中传输，前者称为基带传输，后者称为载波传输。由于实际信道总是频带受限的，因此基带信号的设计是一个重要的问题。数字信号的码型直接影响到信号的频谱特性和位定时信号的恢复。为了无失真地传输数字基带信号，基带信号的设计必须满足某些准则。奈奎斯特第一准则是最常用的准则，升余弦滚降信号是满足奈奎斯特第一准则的最常用的限带信号，它不存在码间串扰。而部分响应基带信号则是在存在确知码间串扰情况下，占有最窄频带的一类限带信号。9/25/

2、20212减少或消除连“0”（或连“1”）码的出现，以保证位定时恢复，是数字基带信号设计中的一个重要问题。将二进制数字信息先作“随机化处理，使其具有伪随机性，也能限制连“0”（或连“1”）码的长度，这种“随机化”处理常称为扰码。M序列是最常用的伪随机序列，它可由线性反馈移位寄存器产生。线性反馈移位寄存器同样可以用来实现扰码和解扰。眼图是定性地观察数字基带信号传输质量的方法。实际信号的不理想性，将使理想的数字基带信号产生额外的码间串扰。采用时域均衡可消除码间串扰。9/25/20213单元学习提纲（1）数字基带传输系统的组成，接收端数字信号再生的过程

3、；（2）常用数字信号码型：归零码、非归零码、数字双相码、CMI码、AMI码、HDB3码，它们的时域波形、频谱特点和位定时恢复功能；（3）波形传输无失真条件，奈奎斯特带宽；（4）升余弦滚降信号的频域和时域特性，滚降系数对其频谱的影响；（5）第Ⅰ类、第Ⅳ类部分响应信号的特点，部分响应信号的预编码和相关编码的作用；9/25/20214（6）数字传输的误比特率和误符号率；（7）伪随机M序列的特点；（8）特征多项式的含义及表示方法，M序列发生器的构造方法；（9）扰码和解扰基本概念；（10）眼图与基带信号传输质量的关系；（11）码间串扰及迫零法时域均衡原理。

4、9/25/20215第九章数字信号的基带传输数字信号传输的两种主要方式:基带传输：直接使用电缆等载体传输基带信号。频带传输(调制传输)：经过射频调制，将基带信号的频谱搬移到某一载波上所形成的频带信号进行传输。9/25/20216基带传输中主要研究：1.基带传输码型的设计2.数字基带信号的功率谱3.信号传输中的符号间干扰及基带传输系统的设计。4.误码率的计算。5.加扰及解扰。6.时域均衡原理及其实现。9/25/20217基带传输系统的基本结构9/25/20218§9.1数字基带信号的码型9.1.1数字基带信号的码型设计原则:（1）对于传输频率很低的

5、信道来说，线路传输码型的频谱中应不含直流分量。（2）可以从基带信号中提取位定时信号。在基带传输系统中，需要从基带信号上提取位定时信息，这就要求编码功率谱中具有位定时线谱。（3）要求基带编码具有内在检错能力。9/25/20219（4）码型变换过程应具有透明性，即与信源的统计特性无关。（5）尽量减少基带信号频谱中的高频分量。这样可以节省传输频带，提高信道的频谱利用率，还可以减少串扰。9/25/202110CCITT建议的接口码组9/25/2021119.1.2二元码二元码：基带波形为矩形，幅度取值为两种电平。（1）单极性非归零码:“1”为正电平，“0

6、”为零电平。（单极性）整个码元期间电平保持不变。（非归零）（2）双极性非归零码：“1”为正极性，“0”为负电平。（双极性）整个码元期间电平保持不变。（非归零）9/25/202112（3）单极性归零码：归零码：发送“1”时整个码元期间只维持一段时间的高电平，其余时间为零。双极性归零码是一种三元码，不在这里讨论。上述三种简单的二元码其功率谱中有丰富的低频分量，不能用于基带传输(交流耦合信道)。非归零码当连续“1”或连续“0”时，长期保持固定电平，无法提取位定时信号。二元码中“1”或“0”分别对应某个电平，相邻电平不存在制约关系，没有纠错能力。9/25

7、/202113常用二元码的功率谱（含有丰富的低频分量）9/25/202114基带传输编码介绍(4)差分码差分码又称相对码，在差分码中利用电平跳变来分别表示1或0，分为传号差分码和空号差分码。传号差分码：当输入数据为“1”时，编码波型相对于前一码电平产生跳变；输入为“0”时，波型不产生跳变。空号差分码：当输入数据为“0”时，编码波型相对于前一码电平产生跳变；输入为“1”时，波型不产生跳变。9/25/202115基带传输编码介绍（5）曼切斯特码曼切斯特码，又称数字双相码或分相码。它利用一个半占空的对称方波（如01）表示数据“1”，而其反相波（如10）

8、表示数据“0”。差分曼切斯特码（CDP码），又称条件双相码。相邻半占空方波如果同相（如1010）则表示“0”，如果反相（如1001）则表