Ch5、数字基带传输系统

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1、第五章数字基带传输系统5.1引言基带信号：消息转换成的原始电信号，（基本频带）数字基带信号：离散的（或数字的）原始电信号，（消息代码的电波形）。频谱基本上是从零开始一直扩展到很宽频带信号：将原始信号进行调制，使其载荷在载波上，或称已调信号；频谱离开零点，便于传输。第4章我们讨论了模拟频带传输的儿种调制解调方式数字基带传输系统（见下图）：不经过Modem过程而直接传输数字基带信号的系统称为数字基带传输系统信道信道信号f/形成器干•扰基带脉冲输入接收滤波抽样基帘脉y判决器输出图中,信道信号形成器:产生适合于信道传输的基带信号（例如形

2、成升余弦、去直流分量）信道：（有线）电缆接收滤波器：滤噪、波形均衡抽样判决器：在噪声背景下，判定基带信号数字频带传输系统（见下图）：基带脉冲信道基带脉冲>调制器——解调器———>输入个输出丁扰它包括了调制和解调过程的传输系统。（也称数字调制系统）本章先介绍数字基带传输系统。第6章介绍数字频带传输系统（数字调制系统）。5.2数字基带信号及频谱5.2.1数字基带信号波形及表示数字基带信号的类型多种多样，下面仅介绍几种：(1)单极性波形用0V电压及EV正电压分别代表符号“0”，“1”。无负电压(位)。时域波形：频谱波形:见樊书P91•

3、图5-3(a)⑵双极性波形符号“0”，“1”分别用正、负电位表示。时域波形：频谱波形:-5Of(KHz)530OFCf)-3050-BOHKHi)3功率谱密度波形:OPs(f)(dh^KHz)-30见图5・3(b)⑶单极性归零波形符号“1”代表的有电脉冲宽度比码元宽度窄，每个脉冲都回到零位。时域波形：丫1001100O10111001频域波形:sooW>(wKFLz)-50f(KHz>5功率谱密度波形:见图5-3(c)⑷双极性归零波形时域波形：11011100]1nnnnnLOO1111010nnnnnuuuIJUULJ频谱波形

4、:300.F(fA)(muKHz)-3<>L一6OflKHz)功率谱密度波形:⑸多值波形(多电平波形)图5-3(f)所示4值(4电平)波形。电位与符号对应表符号电位00+3E01+E10-E11-3E⑹三介形波形基带信号波形除上述矩形脉冲型外，还有三角形脉冲，升余弦脉冲，高斯形脉冲等。三介形脉冲波形见下图t1,0,1,0,0,1,二进制符号IIIIIIeo!!!!!!IIIIIIIIIIIIIIIIII0!!!!:⑺AMI码波形101101»t单极性性波形中的“0”符号仍与零电平对应，而“1”符号对应发送极AMI码也称交替极性码

5、。此码是单极性波形的变形，即把单极01000101101>tAMI码波性交替的正负电平。AMI码的优点：（用于传输）①在“1”，“0”不等概率情况下，也无直流成份，并且在零附近频率的低频分量小，因此，对具有变压或其它交流耦合的传输信道来说，不受影响。②编译码电路简单。（8）数字基带信号的表示数字基带信号实际上是一个随机信号（脉冲序列），记作s（/）,s⑴的一个实现是耳⑴，升⑴见下图：/1卜010010/1t0100—101t随机矩形脉冲序列的一个实现随机三角脉冲序列的一个实现出现符号“0/1（1/0码）可以用三角表示，也可以用矩

6、形表示,写成一般形式：/_必）（出现符号w）◎"S~[gi（t-nTs）（出现符号“1j+co对于矩形波，可有：$（/）二£a”g（/-必），式中，gl~"0”，g2~“1”，单极性脉冲双极性脉冲5〜第几个信息符所对应的电平值，是随机量，可能是0、E（或一E、E）,7；〜码元间隔。5.2.2数字基带信号的频谱特性数字基带信号实际上是一个随机脉冲序列，因此我们面临的是随机序列的谱分析问题。以便搞清楚：信号中有没有直流成分，有没有可供提取同步信号用的离散分量、信号的带宽等。Ch2中，广义平稳过程分析，由相关函数求功率谱随机序列谱分析

7、方法基带随机脉冲序列分析（本节方法）谱分析在数学上较复杂，一些复杂的推导过程不要求逐步推导，但要搞清分析的思路和方法，对于推导结果要会用。可以任意假设二进制随机序列，“1”码的基本波形为g

8、（"，“0”码为g2（»，宽度为厶。为了作图上区分，g]（“为三和形波，g2（»为半圆形波。假设随机二进制序列如下图：g（-2君$（，）》2（一27；）//>'_37；!；37^Z2.,2.1r,5!.2..2!：：;：：：S_3S_rS_}S°S、S,S3+ccH=_oogi〜代表符号“o”，以概率D出现，（图中画出波形为三角）g2〜代表符

9、号“1”，以概率1-”出现，（图中画出波形为半圆）gl、g2可任意脉冲波形，互为统计独立其中:(f-必)[g2(t-nTs)以概率〃以概率1_pTs〜码元宽度随机信号不可能画出确切波形，只能画出其中某一实现，分析的方法不能象确知信号那样，通过付氏变换来求频谱。对