通信原理i第5章-数字基带传输

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1、第五章数字基带传输系统信息与通信工程学院无线通信系统与网络实验室(WCSN)刘丹谱dpliu@bupt.edu.cn62282289主要内容引言数字基带信号波形及其功率谱密度通过AWGN信道传输的数字基带信号的接收数字PAM信号通过限带基带信道的传输AWGN干扰下数字PAM信号通过理想限带信道的最佳基带传输眼图信道均衡部分响应系统符号同步2数字通信系统模型信信信加调源道密制编编源器器码码噪声干扰信道信信信解解源道密调译译宿器器码码3调制的分类调制：用欲传输的原始信号m(t)去控制高频正弦波或周期性脉冲信号的某一参量，使它随m(t)发生变化调制信号m(t)：原始基带信号模

2、拟调制：调制信号取值连续数字调制：调制信号取值离散载波C(t)：携带调制信号的信号正弦波调制：正弦型信号作为载波脉冲调制：周期性脉冲序列作为载波正弦波模拟调制：AM，FM，PM正弦波数字调制：ASK，FSK，PSK，QAM脉冲模拟调制：PAM，PDM，PPM脉冲数字调制：数字PAM，PCM/DPCM/ADPCM4数字信号的基带传输与频带传输数字脉冲调制信号：基带信号(功率谱密度为低通型)数字信号的基带传输：将数字基带信号通过基带信道(传递函数为低通型)传输——信号频谱不搬移，直接传送。同轴电缆，双绞线数字基带信号经正弦波调制：带通信号数字信号的频带传输：将数字带通信号通过带通

3、信道传输光纤,无线5为什么要研究基带系统？频带系统也存在基带传输问题，基带系统中的许多概念、理论可直接应用于频带系统；理论上，频带传输系统总有一个基带传输系统与之对应—>等效基带系统；实际中存在基带传输(设备内部、外设)，不只用于低速率传输，还有高速传输，并有迅速发展的趋势。6若干基本概念信息量：Ix()=−log2Px()(比特)MHx()=∑Px(ii)−log2Px()(bit/符号)i=1kHx==logMkbit/符号M=2且独立等概()2()符号传输速率：Rs(Baud)信息传输速率：Rb(bit/s)R＝RlogM(bit/s)bs2R＝R/logM(bau

4、d)sb2误符号率：Ps误比特率：Pb频带利用率：单位为bit/s/Hz或Baud/Hz7主要内容引言数字基带信号波形及其功率谱密度通过AWGN信道传输的数字基带信号的接收数字PAM信号通过限带基带信道的传输AWGN干扰下数字PAM信号通过理想限带信道的最佳基带传输眼图信道均衡部分响应系统符号同步8数字脉冲幅度调制(PAM)二进制信息序列M进制幅度序列MPAM信号∑btnnbδ(−T)码型∑atnnsδ(−T)发送st()=∑agtnTnT(−s)nnn变换滤波器1K1Rb=M=2R=TsbTK=TTssbgtGfTT()⇔()∞■st()=∑agtnTnT(−s)~M

5、进制数字脉冲幅度调制(MPAM)n=−∞a~广义平稳随机序列ngt()~发送脉冲波形(矩形、升余弦、高斯、半余弦脉冲)T9基本的数字基带信号波形(1)二进制单极性不11101001归零(NRZ)码Aba=0,1⇔=0,10nnA0Ttst1gtA()=rect−TT2s二进制双极性11101001A不归零(NRZ)码0ba=0,1⇔=1,1−+-Annt1gtA()=rect−TT2s10基本的数字基带信号波形(2)二进制单极性归11101001A零(RZ)码τ0ba=0,1⇔=0,1Tsnnt1AgtA()=rect−Tτ20τt二进制双极性归A零

6、(RZ)码0ba=0,1⇔=1,1−+-Annt1gtA()=rect−Tτ2适于通过同轴电缆等在设备之间进行短距离传输11基本的数字基带信号波形(2)差分码：用相邻码元电平是否跳变代表‘0’或‘1’bnanb~绝对码+na~相对码n差分编码延迟Tb(相对编码)aba=⊕nnn−111101001A0二进制单极性不归零码11101001aba=⊕010110001相对码nnn−1A单极性不归零传号差分码0跳变：”1“11101001an=bnan−1000011011相对码A单极性不归零空号差分码12跳变：”0“0基本的数字基带信号波形(3)多电平码波形kM=2k个二进制符号

7、b一个M进制符号ainbi111010011例.k=3,M=8an-7+3+1bbba123n7-000+75-001+53-010+31-011+10-1-100-1101-3-3-110-5-5-111-7-7-13数字PAM信号的功率谱密度(1)∞g(t)∞Td(t)=∑anδ(t−nTs)st()=∑agnT(t−nTs)n=−∞n=−∞*其中{aEnn}~广义平稳随机序列，(a)==ma