第6节数字基带传输系统.ppt

第5章 数字基带传输系统 第六章 数字基带传输系统 注意： 表示信息码的单个脉冲波形不一定是矩形。根据信道的情况可选择高斯脉冲、升余弦脉冲等其它形式。 它是用一个周期Ts内的负、正对称方波表示0，即用01表示0；而其反相的正、负对称方波表示1，用10表示1。 这种码是一种双极性的NRZ码，正、负电平各占一半，因而不存在直流分量。 因为双相码在每个码元间隔的中心都存在电平跳变，所以有丰富的位定时信息。 双相码适用于数据终端设备在短距离上的传输，在本地数据网中采用该码型作为传输码型，最高信息速率可达10Mb/s。这种码常被用于以太网中。 编码规则：１用码元中心点出现跃变来表示，即10或01都表示１。0码用00或11表示。 这样，当两个1之间有一个0时，则在第一个1的码元中心与第二个1的码元中心之间无电平跳变，此时密勒码中出现最大脉冲宽度，即两个码元周期2TS。由此可知，该码不会出现多于4个连码的情况，这个性质可用于检错。 与数字双相码类似，传号反转码也是一种双极性二电平不归零码。 CMI码中，在每一个TS内，1交替地用00和11两位码表示，而0则固定地用01表示。 CMI码没有直流分量，有频繁的波形跳变，这个特点便于恢复定时信号。并且10为禁用码组，不会出现3个以上的连码，这个规律可用来进行宏观检测。 例：理想低通型信道的截止频率为3000Hz，当传输以下电平信号时，求信号的频带利用率和最高信息速率。 （1）理想低通信号; （2）α=0.4的升余弦滚降信号； （3）NRZ码； （4）RZ码。 (2)升余弦滚降信号的频带利用率为 (4)二进制RZ码功率谱的零点带宽为1/(2fs)，而码元传输速率亦为fs，所以频带利用率为 Ⅰ类部分响应系统组成框图(a) 原理方框图 (b)实际系统组成 本章作业： 习题： 6-7；6-11；6-12； 错误传播现象：ak的恢复不仅仅由 来确定，而是必须参考前一码元ak-1的判决结果，如果{ }序列中某个抽样值因干扰而发生差错，则不但会造成当前恢复的ak值错误，而且还会影响到以后所有的ak+1, ak+2, …的抽样值。 发送值 抽样值 接收值 恢复值 “预编码—相关编码—模2判决” 一种实用的部分响应系统 （1）预编码: 将绝对码变换为相对码 把{bk}作为发送序列，形成部分响应波形g(t)。 例：三角特性的传递函数 传输函数H(ω) 是一个三角形，在　　　　之间段叠加之后构成理想低通传输特性，即矩形低通滤波器。 3. 无码间串扰的传输特性的设计 讨论如何设计或选择满足奈奎斯特准则的H(ω)，数学上首先想到的是理想低通滤波特性。 理想低通特性是门传递函数。当发送序列的时间间隔为TS时，只要接收端在t=kTS时间点上抽样，就能实现无码间串扰。 可知无串扰传输码元周期为TS的序列时，所需的最小传输带宽为B=(π/TS)/(2π)=1/(2TS)。这是在抽样值无串扰条件下，基带系统传输所能达到的极限(极小)情况。 ①理想低通特性： 极限带宽1/(2TS)称为奈奎斯特带宽，记为fN，即fN=1/(2TS)。 数据的最高传输码元速率应为码元周期的倒数，即RB=1/TS，大于这个速率传输时，将存在码间串扰。这个速率称为奈奎斯特速率，等于2fN =1/TS 。 定义单位频带内的信息传输速率为频带利用率，即 则基带系统所能提供的最高频带利用率为： ②余弦滚降特性： 理想低通传输特性在物理上不易实现陡峭的边缘特性。即使能够实现，由于理想低通传输特性h(t)的拖尾长，在得不到定时严格的抽样脉冲时，码间干扰可能仍大。 余弦滚降特性是指传输函数H(ω)用下式表示： H(ω) ω 0 1 fΔ fΔ fN fN+ fΔ f H(ω)是以fN=1/(2TS)(ω=π/TS)为中心，具有奇对称振幅特性，振幅以余弦形式滚降。α为滚降系数，0≤α≤1。(理想低通特性是在fN处截止的矩形脉冲。) α＝0，α＝0.5，α＝1时的传递函数和冲激响应如下图所示，图中给出的是归一化图形。 H(ω)在滚降段中心频率处(fN处)呈奇对称振幅特性，满足奈奎斯特第一准则，从而实现无码间串扰传输(f=fN对应ω=π/Ts点)。 α＝0时为理想低通基带系统。随着α的增加，两个零点之间的波形振幅变小(冲激响应图)，即拖尾衰减越快，但所占频带增加(传递函数图)。 α＝1时，所占频带的带宽最宽(ω=2π/TS)，是理想系统带宽的2倍，因而频带利用率为1bit/(s.Ｈz)。0α1时,带宽B=fΔ+fN=(1+α)/(2TS)，频带利用率η=2/(1+α) b/(s.Hz)。 fN=1/(2Ts) 2fN=1/Ts H(ω) h(t) f s s s s s 曲