通信原理课件第6章_数字基带传输.ppt

通 信 原 理 电 子 教 案第6章 数字基带传输系统 西 北 工 业 大 学 2009.3 第6章 数字基带传输系统 从本章起，侧重讨论数字通信的基本原理及有关技术问题。 6.0 概述 数字基带信号: 未经调制的数字信号，它所占据的频谱是从零频或很低频率开始的。 数字基带传输系统:不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统，常用于传输距离不太远的情况下。 研究数字基带传输系统的原因： ●近程数据通信系统中广泛采用 ●基带传输中包含频带传输的许多基本问题：如果把调制与解调过程看作是广义信道的一部分，则任何数字传输系统均可等效为基带传输系统。 基带传输系统模型： 6.1 数字基带信号及其频谱特性 6.1.1 数字基带信号 ----消息代码的电波形 1. 基带信号波形　 （1）单极性非归零波形(NRZ) （2）双极性非归零波形(NRZ) 特点： ① 可能无直流分量。易于传输。 ② 波形之间无间隔。 ③ 不能直接提取同步信息。 ④ 抗噪性能好：判决门限为0，易设置且稳定。 ⑤ 无需一端接地。 （3）单极性归零（RZ）波形 （4）双极性归零（RZ）波形 （5）差分波形(相对码波形) ---利用相邻码元的电平变化传递信息。 规则： 遇“1”相邻码元电平变化； 遇“0”相邻码元电平不变化。 －－（反之亦可） （6）多电平波形 2. 基带信号表达式问题： ●随机脉冲序列的时域表示。 ●组成基带信号的单个码元波形并非一定是矩形。根据实际需要，可以有多种多样，比如升余弦脉冲、高斯脉冲等－－信息符号并不是与唯一的基带波形相对应。表达式：  6.2 基带传输的常用码型 6.2.1 传输码的码型选择原则 （1）不含直流，且低频分量尽量少； （2）应含有丰富的定时信息，以便于从接收码流中提取定时信号； （3）功率谱主瓣宽度窄，以节省传输频带； （4）不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化； （5）具有内在的检错能力，即码型应具有一定规律性，以便利用这一规律性进行宏观监测。 （6）编译码简单，以降低通信延时和成本。 满足或部分满足以上特性的传输码型种类很多，下面将介绍目前常用的几种。 特点： （1）无直流分量和仅有小的低频分量； （2） 二电平→三电平－－1B/1T码； （3）易于检错（极性交替否？）； （4）编、译码简单； （5）当出现长的连0串时，不利于定时信息的提取。 HDB3码特点: 1）无直流分量、低频分量小； 2）连0串不会超过3个，对定时信号的恢复十分有利； 3）编码复杂，译码简单。 3. Manchester码 －－又称双相码、分相码。用一个周期的正负对称方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。 1B2B 编码规则： 1 → 1 0 (0相位的一个周期方波) 0 → 0 1 (π相位的一个周期方波) 差分双相码： ●为了解决双相码因极性反转而引起的译码错误，可以采用差分码的概念。 ●双相码是利用每个码元持续时间中间的电平跳变进行同步和信码表示（由负到正的跳变表示二进制“0”，由正到负的跳变表示二进制“1”）。 ●而在差分双相码编码中，每个码元中间的电平跳变用于同步，而每个码元的开始处是否存在额外的跳变用来确定信码。有跳变则表示二进制“1”，无跳变则表示二进制“0”。 4. Miller码 －－又称延迟调制码。是双相码的一种变形。 1B2B 例：{an}： 1 0 1 1 0 1 CMI： 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 6.4 无码间干扰的基带传输特性 引言： 上节说明，若要获得性能良好的基带传输系统，则必须使码间干扰和噪声的综合影响足够小，使系统的总误码率达到规定要求。 ●本节仅从抗码间干扰的角度来研究基带传输特性。 ●前提：不妨设n(t)=0，即暂不考虑噪声的影响（认为无噪声）。 6.4.1 消除码间串扰的基本思想 问题：如何降低或消除码干？ 考察： 消除码间串扰的基本思想： 让h [(k-n)Ts +t0] 在Ts+ t0 、2Ts +t0等后面码元抽样判决时刻上正好为0，就能消除码间串扰。如下图所示： 6.4.2 无码间串扰的条件 证明：由式（6.4.2），得h(t-nTs)在时刻kTs抽样的抽样值 无疑，该特性符合无码干条件，从时域更易理解。此时系统冲激响应 6.7.1 部分响应系统 引言 问题：高频带利用率与“尾巴”衰减大相互矛盾： ●理想低通特性：能达到极限传输速率2Baud/Hz；但冲击响应