第六章 数字基带传输系统6.1,6.2.pptVIP

《通信技术》授课讲义 通信原理 第6章 数字基带传输 要解决的主要问题 如何设计总传输特性H (f )，使得接收端 恢复出的序列{an’}与发送端序列{an}之间 的差错尽可能少？ 如何设计总传输特性H (f )，使得在物理 上可实现时，频带利用率尽可能高？ 当总传输特性H (f )达不到设计要求时， 可以采取什么办法进行补偿？ 学习目的和要求 目的：通过剖析数字基带传输系统，掌握数字 通信系统分析和设计的基本方法和思路。 要求： ① 掌握数字基带传输的基本理论，包括数字基 带信号的波形、频谱和码型； ② 掌握数字基带信号无失真传输的基本准则； ③ 掌握基带传输误码性能分析方法； ④ 熟悉部分响应和时域均衡的基本原理; ⑤ 了解眼图的概念。 研究方法：理论分析和实际应用相结合。 第6章 数字基带传输 6.1 数字基带信号及其频谱特性 6.2 数字基带传输常用的码型 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 6.7 部分响应 6.8 时域均衡 （1）单极性波形（NRZ） 编码规则： 1：高电平表示，整个码元期间电平保持不变。 0：低电平表示，整个码元期间电平保持不变。 (3)单极性归零(RZ)波形： 编码规则：1：正电平表示，电平持续时间τ码元宽度Ts， 其余时间返回零电平； 0：0电平表示， 特点：①可直接提取位定时信息，是其它信号提取同步信号 需要的一种过渡码型； ②出现长”0”时，电平不变，提取位定时信息困难 ③同样有单极性不归零码的缺点。 (5)差分波形： 编码规则（传号差分）： 1：相邻码元电平极性改变 0：相邻码元电平极性不改变 若表示各码元的波形相同而电平取值不同，则数字基带信号可表示为： 式中，an － 第n个码元所对应的电平值（随机量） Ts － 码元持续时间 g(t) －某种脉冲波形 一般情况下，数字基带信号可表示为一随机脉冲序列： 式中，sn(t)可以有N种不同的脉冲波形。 u(t)的功率谱密度Pu(f) 式中 UT (f) － u(t)的截短函数uT(t)所对应的频谱函数； E － 统计平均 T － 截取时间，设它等于（2N+1）个码元的长度，即 T = (2N+1) 式中，N 是一个足够大的整数。此时有： 现在先求出uT(t)的频谱函数。 故 其统计平均为 其统计平均仅在m = n时存在，故有 即可求得u (t)的功率谱密度 由上式可见： 二进制随机脉冲序列的功率谱Ps(f)可能包含连续谱（第一项）和离散谱（第二项）。 连续谱总是存在的，这是因为代表数据信息的g1(t)和g2(t)波形不能完全相同，故有G1(f) ≠ G2(f) 。谱的形状取决于g1(t)和g2(t)的频谱以及出现的概率P。可以确定信号的带宽（第一个0点）。 离散谱是否存在，取决于g1(t)和g2(t)的波形及其出现的概率P。一般情况下，它也总是存在的，但对于双极性信号 g1(t) = - g2(t) = g(t) ，且概率P=1/2（等概）时，则没有离散分量?(f - mfs)。根据离散谱可以确定随机序列是否有直流分量（m=0)和定时分量，也就是时钟信息(m=1)。 【例6-1】 求单极性NRZ和RZ矩形脉冲序列的功率谱。 【解】对于单极性波形：若设g1(t) = 0， g2(t) = g(t) ，将其代入下式 可得到由其构成的随机脉冲序列的双边功率谱密度为 当P=1/2时，上式简化为 讨论： 若表示“1”码的波形g2(t) = g(t)为不归零（NRZ）矩形脉冲，即 其频谱函数为 当 f = mfs 时：若m = 0，G(0) = Ts Sa(0) ? 0，故频谱Ps(f) 中有直流分量。若m为不等于零的整数， 频谱Ps(f)中离散谱(m0)为零，因而无定时分量 若表示“1”码的波形g2(t) = g(t)为半占空归零矩形脉冲，即脉冲宽度? = Ts /2 时，其频谱函数为 当 f = mfs 时：若m = 0，G(0) = Ts Sa(0)/2 ? 0，故功率谱Ps(f)中有直流分量。 若m为奇数，