[理学]通信系统原理第6章

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1、通信系统原理第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统引言-意义、系统构成、各部分作用数字基带信号及其频谱特性数字基带脉冲传输与码间串扰部分响应系统数字基带传输系统的抗噪性能分析眼图时域均衡应用实例§6.1引言1.数字通信系统较模拟通信系统优越。主要表现为：（1）抗噪声性能好，可消除噪声的积累、可采用信道编码降低误码率，提高通信质量；（2）便于处理、存储、交换；（3）便于加密，便于和计算机等连接，综合传递各种消息，使通信系统功能增强。缺点是占用的频带比较宽。数字信号的产生来自数据终端的原始数据信号，如计算机输出的二进制序列，电传机输出的代码；也可以是来自第5章模拟信号经数字化处理后得

2、到的信号，如PCM码组、ΔM或时分复用得到的数字序列，还可以是多进制数字序列等等都是数字信号。这些信号往往包含丰富的低频分量，甚至直流分量，因而称之为数字基带信号。2.数字信号有两种传输方式：基带传输：在某些具有低通特性的有线信道中，特别是传输距离不太远的情况下，数字基带信号可以直接传输，称之为数字基带传输系统。频带传输（调制传输）：而大多数信道，如各种无线信道和远距离有线信道，则是带通型的，数字基带信号必须经过载波调制，把频谱搬移到高载波处才能在信道中传输，把这种传输称为数字频带（调制或载波）传输系统。3.研究基带传输的意义在频带传输系统中仍然存在基带传输的问题，基带传输的许多问题也

3、是频带传输需要考虑的问题。从广义信道来看，数字频带传输系统也可看成一个基带传输系统。数字基带传输系统的基本结构GT(w)C(w)GR(w)抽样判决器{an}n(t){an‘}＋H()位定时信道信号形成器：基带传输系统的输入的脉冲序列往往不适合直接送到信道中传输。信道信号形成器的作用就是把原始基带信号变换成适合于信道传输的基带信号，这种变换主要是通过码型变换和波形变换来实现的，其目的是与信道匹配，便于传输，减小码间串扰，利于同步提取和抽样判决。信道：是允许基带信号通过的媒质，通常为有线信道，如市话电缆、架空明线等。信道的传输特性通常不满足无失真传输条件，甚至是随机变化的。另外信道还会

4、进入噪声。在通信系统的分析中，常常把噪声n(t)等效，集中在信道中引入。数字基带传输系统各部分的作用接收滤波器它的主要作用是滤除带外噪声，对信道特性均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。抽样判决器它是在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。而用来抽样的位定时脉冲则依靠同步提取电路从接收信号中提取，位定时的准确与否将直接影响判决效果。数字基带传输系统各部分的作用（续）5．同步提取从接收滤波器输出信号中提取位同步(定时)信号Cp(t)，Cp(t)的频率等于码速率。码间串扰、噪声、位同步信号相位抖动等原因都有可能使

5、判决结果产生误码，因此为了降低误码率，应尽可能减小码间串扰和位同步抖动。考虑到很多应用场合信道的频率特性具有时变性，由此造成码间串扰，使通信质量降低，通常在接收滤波器和抽样判决器之间加一个时域均衡器不断对接收信号波形进行修正，从而保持始终没有码间串扰或使码间串扰足够小。数字基带系统各点波形示意图§6.2数字基带信号及其频谱特性6.2.1数字基带信号波形设计数字传输系统的基本考虑是选择一组有限的、离散的波形来表示数字信息。对于数字基带传输系统而言，这些离散波形是未经调制的电脉冲信号，这些电脉冲信号所占据的频率从直流和低频开始，因此称为数字基带信号。数字基带信号是指消息代码的电表示形式，它

6、是用不同的电平或脉冲来表示相应的消息代码。数字基带信号(以下简称为基带信号)的类型有很多，常见的有矩形脉冲、三角波、高斯脉冲和升余弦脉冲等。最常用的是矩形脉冲。几种最基本的基带信号波形1.单极性不归零波形(NRZ)2.双极性不归零波形(BNRZ)3.单极性归零波形(RZ)4.双极性归零波形(BRZ)5.差分码波形6.多进制波形（多元码）一、数字基带信号码波形为了使数字基带信号适于在信道中传输，往往对其电波形有一定要求。主要基带信号码是以矩形脉冲组成的电波形。1．单极性不归零波形（NRZ）在一个码元时间内，要么有电压（流），要么无电压（流），极性单一。1001101+E0优点：因为一般的

7、终端设备都要接地，所以输出单极性码最为简单、方便。缺点：单极性码含有直流成分，不利于信道传输；抗噪性能差；不能提取位同步信号。用途：一般只适于在短距离传输（如印刷电路板内或相近印刷电路板间）。1001101+E02．双极性不归零波形(BNRZ)在一个码元时间内，要么电压（流）为正，要么电压（流）为负，为双极性波形。+E-E01001101用途：常用于CCITT的V系列接口标准或RS-232接口标准中使用。优点：当0、1符号等概出现时，它将无直流