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1、通信原理张伟zhang_wei@mail.hust.edu.cn通信原理1通信原理第5章基带数字信号的表示与传输2数字基带传输系统数字基带信号的常用码型数字基带信号的功率谱密度数字基带传输中的码间串扰部分响应系统数字基带传输系统的性能分析眼图时域均衡通信原理引言3通信原理数字基带传输和频带传输4数字基带传输系统：直接传送基带信号数字频带传输系统：包含了载波调制与解调过程通信原理数字基带传输过程5基带系统各点波形示意图通信原理数字基带信号常用波形(1)6数字基带信号数字基带信号是指消息代码的电波形，它是用不同的电平或脉冲来表示相应的消息代码。通信原理数字基带信号常用
2、波形(2)701101001110单极性波形双极性波形单极性归零双极性归零差分波形E0E-EE-EE0E0通信原理数字基带信号常用波形(3)8多电平波形3EE-E-3E01001011用两个二进制位（00,01,10,11），即二个脉冲来代表一个波形，表示四种状态(3E,E,-E,-3E)。如果是八电平码波形，则用三个二进制位(000,001,010,011,100,101,110,111)，即三个脉冲代表一个波形，表示8种状态(如7E,5E,3E,E,-E,-3E,-5E,-7E)。通信原理数字基带信号频谱特性(1)9可以任意假设二进制随机序列，“０”码的基本波
3、形为g1(t)，“１”码为g2(t)，宽度为Ts。通信原理数字基带信号频谱特性(2)10信号序列可写为g1(t)代表符号“０”以概率P出现(图中画出波形为三角)。g2(t)代表符号“１”，以概率(1-P)出现(图中画出波形为半圆)。g1、g2可为任意脉冲波形，互为统计独立。Ts为码元宽度。通信原理数字基带信号频谱特性(3)11可把s(t)分解成稳态波v(t)和交变波u(t)。所谓稳态波，即随机序列s(t)的统计平均分量。它取决于每个码元内出现g1(t)和g2(t)的概率加权平均，因此稳态波可表示成交变波u(t)是s(t)与v(t)之差，即通信原理数字基带信号频谱特
4、性(4)12于是式中或写成其中通信原理数字基带信号频谱特性(5)13功率谱的原始定义为：可证，数字基带信号s(t)的功率谱密度(二进制随机脉冲序列的功率谱密度)为交变波u(t)和稳态波v(t)的功率谱之和通信原理数字基带信号频谱特性(6)14通信原理数字基带信号频谱特性(6)15稳态波v(t)的功率谱稳态波是以Ts为周期的周期信号，每个码元都相同，其第n个码元波形为v(t)=Σvn(t)可以展成傅氏级数系数通信原理数字基带信号频谱特性(7)16作变量代换，令把Cm代回v(t)表达式得通信原理数字基带信号频谱特性(8)17交变波u(t)的功率谱其傅立叶变换为通信原理
5、数字基带信号频谱特性(9)18当n=k时通信原理数字基带信号频谱特性(9)19当n≠k时通信原理数字基带信号频谱特性(10)20总的功率谱由v(t)的功率谱和u(t)的功率谱相加通信原理数字基带信号频谱特性(11)21单极性不归零码付立叶变换付立叶变换通信原理数字基带信号频谱特性(12)22通信原理数字基带信号频谱特性(13)23通信原理数字基带信号频谱特性(14)24通信原理数字基带信号频谱特性(15)25单极性归零码付立叶变换付立叶变换通信原理数字基带信号频谱特性(16)26通信原理数字基带信号频谱特性(17)27通信原理数字基带信号频谱特性(18)28通信原
6、理数字基带信号频谱特性(19)29双极性不归零码付立叶变换付立叶变换通信原理数字基带信号频谱特性(20)30通信原理数字基带信号频谱特性(21)31通信原理数字基带信号频谱特性(22)32双极性归零码付立叶变换付立叶变换通信原理数字基带信号频谱特性(23)33通信原理常用线路码型(1)34基带信号是代码的一种电表示形式。在实际的基带传输系统中，并不是所有的基带电波形都能在信道中传输。归纳起来，对传输用的基带信号的主要要求有两点：（1）对各种代码的要求，期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型；传输码型的选择；（2）对所选码型的电波形要求，期望电波形适宜于在信道中
7、传输。基带脉冲的选择。通信原理常用线路码型(2)35线路码型的设计原则对于低频受限信道，线路码型中不应含直流分量，同时低频分量少尽量减少基带信号中的高频分量，节省频带便于在接收端提取位定时(符号同步，时钟分量)传输码经过简单的非线性变换后能产生离散时钟分量传输码的功率谱特性尽量不受信源统计特性的影响，便于收端定时恢复便于实时监测传输系统的信号质量(具有内在的检错能力)避免出现误码扩散现象尽量提高线路码型的编码效率编译码尽量简单通信原理常用线路码型(3)36AMI码：传号交替反转码编码规则：“1”交替地变换为“+1”和“-1”，“0”保持不变采用归零码，脉冲宽度为码
8、元宽度之半
