通信原理——数字基带传输系统1资料教学提纲.ppt

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1、通信原理——数字基带传输系统1资料数字基带传输系统数字基带传输系统的应用范围：在某些具有低通特性的信道中，以及近距离传输的情况下被采用。一个典型的数字基带传输系统的组成框图如图所示，它是很多实际应用的基带传输系统的概括。数字基带传输系统数字基带传输系统各处波形：数字基带传输系统各部分作用：数字基带信号及其频谱特性为了分析数字信号在基带传输系统中的传输情况，先来介绍几种数字基带信号及其频谱特性。1数字基带信号几种基本的数字基带信号。(1)单极性码设消息代码由二进制符号0、1组成，“1”和“0”分别对应正电平和零电平，且在整个码元持续时间内

2、电平保持不变。数字基带信号及其频谱特性一般终端设备输出的都是单极性码，这是因为一般终端都是接地的，因此输出单极性码最为方便。单极性码一般不适合直接用于数字基带传输，因为它具有以下缺点：单极性码具有直流分量，直流和低频分量直接送入信道传输会发生畸变。在接收端对单极性码进行抽样判决，最佳判决电平一般应取“1”码电平的一半，那么判决电平不易稳定在最佳判决电平上，这样会影响判决结果，造成误码，使系统抗噪声性能下降。数字基带信号及其频谱特性单极性码不能直接提取同步脉冲。单极性码传输时要求信道的一端接地，这样不能用两根芯线均不接地的电缆等传输线。单

3、极性码不适合直接送入信道传输，因此，要通过码型变换器将其变成适合在信道传输的码型，其中最简单的一种是双极性码。(2)双极性码“1”和“0”分别对应正、负电平，且在整个码元持续时间内电平保持不变。数字基带信号及其频谱特性主要优点：从平均统计角度来看，消息“1”和“0”的数目各占一半，所以无直流分量；接收端判决电平为0，容易设置并且稳定，因此抗干扰能力强；可以在电缆等无接地的传输线上传输，也用于数字调制器。主要缺点：不能直接从双极性码中提取同步脉冲分量。数字基带信号及其频谱特性(3)单极性归零码归零码是指它的电平持续时间比码元周期短，每个脉

4、冲都要回到零电平。主要优点：可以直接提取同步脉冲。其他适合于信道传输但不能直接提取同步信号的码型，可以先变换为单极性归零码再提取同步脉冲。(主要用作过渡码型)数字基带信号及其频谱特性(4)双极性归零码双极性归零码：有电脉冲宽度比码元宽度窄，每个脉冲都要回到零电平。优点：抗干扰能力强；码中不含直流成分；作为传输码型时不能直接提取同步信号，但是，通过简单的变换电路(即全波整流电路)可以变换为单极性归零码，从而可以提取同步脉冲；应用广泛。数字基带信号及其频谱特性(5)差分码(相对码)用相邻码元电平变化表示“1”；不变表示“0”(或作相反的规定

5、)。特点：即使接收端收到的码元电平与发送端完全相反，也能正确地进行判决。(主要用于解决相位模糊问题)数字基带信号及其频谱特性前述各种码型都是一个二进制符号对应一个电平。实际上还存在多个二进制符号对应一个电平的情形。(6)多电平波形例如：若令：00对应+3E，01对应+E，10对应-E，11对应-3E，则所得波形为4电平波形。常用于高速数据传输中。消息代码:0100111001110001数字基带信号及其频谱特性数字基带信号的频谱特性1、数字基带信号的数学模型：数字基带信号是消息代码的电波形，有一串消息代码：…10010101…，规定：g

6、1(t)→”0”，g2(t)→”1”，则其脉冲波形如下：数字基带信号及其频谱特性数字基带信号的一般表达式：有一二进制离散信源，发送“0”和“1”的概率分别为p和1-p，脉冲g1(t)→”0”，g2(t)→”1”，码元周期为Ts，携带“0”和“1”的脉冲统一用g(t)表示，则g(t)为：消息代码是按照时间的顺序发送的。若第0个消息代码a0→g(t)，则第1个消息代码a1→g(t-Ts)，第2个消息代码a2→g(t-2Ts)，以此类推，第n个消息代码an→g(t-nTs)。数字基带信号及其频谱特性数字基带信号是所有码元对应波形的叠加，可表示

7、为：由于第n个码元是0还是1是随机的，所以，通常数字基带信号s(t)都是随机脉冲序列。数字基带信号及其频谱特性讨论数字基带信号频谱特性的必要性：通过频谱分析，可以了解信号的频谱结构，信号的频带宽度，信号中是否直流分量、同步脉冲分量等，适合在何种信道中传输。数字基带信号频谱特性的讨论方法：由于数字基带信号是随机脉冲序列，因而，要借助于与功率谱密度函数来讨论。功率谱密度函数的求解方法：借助于自相关函数求解；借助于定义式求解。数字基带信号及其频谱特性下面简单介绍求s(t)的功率谱密度的求解方法。为了使频谱分析的物理概念更加清楚，并且使推导过程

8、简化，把随机脉冲序列s(t)分解成稳态波v(t)和交变波u(t)两部分来分别讨论；分别求稳态波v(t)和交变波u(t)的功率谱密度函数：稳态波v(t)是随机脉冲序列s(t)的平均分量，并且可以证明v(t)是