通信原理及SystemView仿真测试第6章数字基带传输系统

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1、6.1数字基带信号及其频谱特性6.2基带传输的常用码型6.3数字基带信号传输与码间串扰6.4无码间串扰的基带传输特性6.5基带传输系统的抗噪声性能6.6眼图及仿真6.7部分响应与时域均衡6.8仿真实训第6章数字基带传输系统6.1.1数字基带信号1.单极性不归零波形(NRZ)单极性不归零波形是一种最简单、最常用的基带信号波形，如图6-1(a)所示，用正电平代表二进制的“1”,用零电平代表二进制的“0”，即在一个码元间隔内有脉冲的表示为“1”，反之为“0”。此波形的优点是极性单一、脉冲之间无间隔，可以直接提取定时信息，易于用晶体

2、管和场效应管实现；缺点是有直流分量，不适合交流耦合的远距离传输。6.1数字基带信号及其频谱特性2.单极性归零波形(RZ)所谓归零，就是信号的电压在一个码元内总会回到零电平，即它的电脉冲的宽度小于码元的宽度，这是与单极性不归零码的区别，如图6-1(b)所示。从单极性归零码中可以直接提取定时信息，它是其他波形提取位同步信息时常采用的一种过渡波形。3.双极性不归零波形(BNRZ)如图6-1(c)所示，双极性不归零信号用脉冲的正电平代表二进制的“1”,用负电平代表二进制的“0”，脉冲之间无间隔。由于正负电平的幅度相等，极性相反，所

3、以当“0”和“1”等概率出现时无直流分量，信号利用信道传输，故接收端恢复信号的判决电平为零值，不受信道特性变化的影响，抗干扰能力强。图6-1常用基带信号波形4.双极性归零波形(BRZ)双极性归零波形兼有双极性和归零波形的特点，如图6-1(d)所示。　　　　由于每个码元内的脉冲都回到了零电平，所以该波形有利于位同步信息的提取。5.差分波形差分波形不是用码元本身的电平表示信息代码，而是用相邻码元电平的跳变或不变表示的，所以也称为相对码波形，如图6-1(e)所示。图中，以电平的不变表示“0”，以电平的跳变表示“1”，也可以作

4、相反的规定。差分波形码可以消除初始设备的影响，所以在相位调制中可用于解决载波相位的模糊问题。6.多电平波形前面介绍的都是一个二进制对应一个脉冲。由前几章可知，为了提高频带利用率，常采用多电平波形表示，即多个二进制对应一个脉冲。例如，电话线上传输的2B1Q码就是四元码，两个二进制码元用一个四元码表示，如图6-1(f)所示。图中01对应+E，00对应+3E，10对应-E，11对应-3E。由于此波形的一个脉冲对应于多个二进制，所以适合于高速传输的系统。多电平波形不仅用于基带传输，且更广泛地用于多进制数字调制传输中，以提高频带利用率。

5、例如，我们所熟悉的用于电话线上网的调制解调器Modem就是采用多进制调制技术。6.1.2基带信号的频谱特性及仿真不同形式的数字基带信号具有不同的频谱结构，应对数字基带信号的频谱特性进行分析，以便根据信道的特性选择合适的信号形式和码型，从而使信号在信道中更有效地传输。在实际通信中，除特殊情况(如测试信号)外，接收端对被传送的信息是不知的，因此数字基带信号是随机脉冲序列。理由是如果在数字通信系统中所传输的数字序列是确知的，则消息就不携带任何信息，通信也就失去了意义。由于随机信号没有确定的频谱函数，因此只能从统计数学的角度，用功率

6、谱来描述它的频域特性。随机脉冲序列的功率谱密度可能包括连续谱及离散谱两个部分。利用离散谱是否存在这一特点，可以明确能否从脉冲序列中直接提取所需的离散分量和采取怎样的方法从序列中获得所需的离散分量，以便在接收端用这些成分作同步定时等。　　设x(t)是一个二进制的随机脉冲序列，Ts为码元的宽度；g1(t)和g2(t)分别表示符号“0”和“1”对应的脉冲信号，它们出现的概率分别为P和1－P，且为统计独立，则序列x(t)为(6-1)其中随机序列可以分成稳态波和瞬态波两部分，其中稳态波用v(t)来表示，瞬态波用u(t)来表示。所谓稳

7、态波，就是随机序列的统计平均分量，即在每个码元内出现g1(t)和g2(t)的概率加权平均，因而可以表示为(6-2)瞬态波又称交变波，它是序列与稳态波的差值，即可以表示为(6-3)把式(6-1)和式(6-2)代入上式可得(6-4)根据周期信号的功率谱密度与傅里叶级数的系数的关系式可以得到v(t)的功率谱密度为(6-5)其中(6-6)(6-7)u(t)是一个功率型的随机脉冲序列，采用截短函数和统计平均的方法求出其功率谱密度为(6-8)其中(6-9)(6-10)x(t)的功率谱密度为v(t)的功率谱密度和u(t)的功率谱密度

8、之和，即(6-11)由上式可知：(1)随机脉冲序列的功率谱密度可能包括两个部分，即连续谱(由交变波形成)和离散谱(由稳态波形成)。(2)2fsP(1－P)

9、G1(f)－G2(f)

10、2为交变项中的各种连续谱，一定存在；f2s

11、PG1(0)+(1－P)G2(0)