【正文】 0 1 用途：常用于 CCITT 的 V系列接口標(biāo)準(zhǔn)或 RS232接口標(biāo)準(zhǔn)中使用。 1 0 0 1 1 0 1 + E 0 優(yōu)點(diǎn) ：因?yàn)橐话愕慕K端設(shè)備都要接地，所以輸出單極性碼最為簡(jiǎn)單、方便。 最常用的是 矩形脈沖 。 數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性 ?設(shè)計(jì)數(shù)字傳輸系統(tǒng)的基本考慮是選擇一組有限的 、 離散的波形來表示數(shù)字信息 。 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) 各部分的作用 （續(xù)） 5．同步提取 ? 從接收濾波器輸出信號(hào)中提取位同步 (定時(shí) )信號(hào) Cp(t)，Cp(t)的頻率等于碼速率。 在通信系統(tǒng)的分析中 ， 常常把噪聲 n(t)等效 ， 集中在信道中引入 。 信道信號(hào)形成器的作用就是把原始基帶信號(hào)變換成適合于信道傳輸?shù)幕鶐盘?hào) ， 這種變換主要是通過 碼型變換 和 波形變換 來實(shí)現(xiàn)的 ， 其目的是與信道匹配 ， 便于傳輸 ， 減小碼間串?dāng)_ ， 利于同步提取和抽樣判決 。 頻帶傳輸（調(diào)制傳輸）： 而大多數(shù)信道，如各種無線信道和遠(yuǎn)距離有線信道， 則是帶通型的， 數(shù)字基帶信號(hào)必須經(jīng)過載波調(diào)制，把頻譜搬移到高載波處才能在信道中傳輸，把這種傳輸稱為 數(shù)字頻帶（調(diào)制或載波）傳輸系統(tǒng) 。 缺點(diǎn)是占用的頻帶比較寬。通信系統(tǒng)原理 第 6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) 第 6章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) ? 引言 意義、系統(tǒng)構(gòu)成、各部分作用 ? 數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性 ? 數(shù)字基帶脈沖傳輸與碼間串?dāng)_ ? 部分響應(yīng)系統(tǒng) ? 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪性能分析 ? 眼圖 ? 時(shí)域均衡 ? 應(yīng)用實(shí)例 167。 數(shù)字信號(hào)的產(chǎn)生 ? 來自數(shù)據(jù)終端的原始數(shù)據(jù)信號(hào)，如計(jì)算機(jī)輸出的二進(jìn)制序列，電傳機(jī)輸出的代碼； ? 也可以是來自第 5章模擬信號(hào)經(jīng)數(shù)字化處理后得到的信號(hào)，如 PCM碼組、 ΔM或時(shí)分復(fù)用得到的數(shù)字序列，還可以是多進(jìn)制數(shù)字序列等等都是數(shù)字信號(hào)。 在頻帶傳輸系統(tǒng)中仍然存在基帶傳輸?shù)膯栴}，基帶傳輸?shù)脑S多問題也是頻帶傳輸需要考慮的問題。 信道： 是允許基帶信號(hào)通過的媒質(zhì) ， 通常為 有線 信道 ， 如市話電纜 、 架空明線等 。 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) 各部分的作用 接收濾波器 它的主要作用是濾除帶外噪聲 ， 對(duì)信道特性均衡 ， 使輸出的基帶波形有利于抽樣判決 。 ? 碼間串?dāng)_、噪聲、位同步信號(hào)相位抖動(dòng)等原因都有可能使判決結(jié)果產(chǎn)生誤碼，因此為了降低誤碼率，應(yīng)盡可能減小碼間串?dāng)_和位同步抖動(dòng)。 對(duì)于數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)而言 ， 這些離散波形是未經(jīng)調(diào)制的電脈沖信號(hào) ， 這些電脈沖信號(hào)所占據(jù)的頻率從直流和低頻開始 ， 因此稱為數(shù)字基帶信號(hào) 。 幾種最基本的基帶信號(hào)波形 (NRZ) (BNRZ) (RZ) (BRZ) （多元碼） 一、數(shù)字基帶信號(hào)碼波形 為了使數(shù)字基帶信號(hào)適于在信道中傳輸 ， 往往對(duì)其電波形有一定要求 。 缺點(diǎn) ：?jiǎn)螛O性碼含有直流成分，不利于信道傳輸；抗噪性能差；不能提取位同步信號(hào)。 優(yōu)點(diǎn)：當(dāng) 0、 1符號(hào)等概出現(xiàn)時(shí)，它將無直流成分；接收雙極性碼時(shí)判決電平為 0，穩(wěn)定不變，抗噪性能好。 缺點(diǎn)：含直流成份。 4．雙極性歸零碼波形（ BRZ） 1 0 0 1 1 0 1 + E 0 E 它把二進(jìn)制脈沖序列中的 0反映在相鄰信號(hào)碼元的相對(duì)極性變化上。 6． 多進(jìn)制波形（ 多元碼、多進(jìn)制碼） + E E 0 + 3E 3E 01 00 10 11 01 00 10 優(yōu)點(diǎn)：效率高 幾種基帶信號(hào)波形對(duì)比 101 0 0 1 10+ E( a ) NRZ+ E E1 1 001 1+ E01 0 1 0 1 1( b ) B NRZ( c ) RZ+ E E1 0 1 0 0 1 1( d ) BRZ+ E E1 10 0 0 1 1+ E E+ 3 E 3 E0 10 01 11 00 11 10 00 1( e ) 差分( f ) 多進(jìn)制00TsTsTsTs ? 在實(shí)際的基帶傳輸系統(tǒng)中，并不是所有代碼的電波形都適合在信道中傳輸。 ? 數(shù)字設(shè)備之間進(jìn)行長(zhǎng)距離有線信號(hào)傳輸時(shí)，高頻分量衰減隨距離的增加而增大，同時(shí)信道中往往還存在隔直流電容或耦合變壓器，會(huì)引起直流損耗，因而傳輸頻帶的高頻和低頻部分均受限。 …. 還有其他的一些要求。 便于提取位定時(shí)信號(hào)。編碼規(guī)則： （ 1） 當(dāng)信碼的連 “ 0”個(gè)數(shù)不超過 3時(shí)，仍按 AMI碼的規(guī)則編，即傳號(hào)極性交替； （ 2） 當(dāng)連“ 0”個(gè)數(shù)超過 3時(shí)，則將信碼中 4個(gè)連“ 0”用取代節(jié)“ 000+V”（ 000V）或“ +B00+V”（ B00V）代替，若相鄰的兩個(gè)“ V”碼中間有奇數(shù)個(gè)“ 1”（非“ 0”脈沖 )，4個(gè)連“ 0”用取代節(jié)“ 000+V”（ 000V）代替，若相鄰的兩個(gè)“ V”碼中間有偶數(shù)個(gè)“ 1”（非“ 0”脈沖 )， 4個(gè)連“ 0”用取代節(jié)“ +B00+V”（ B00V）代替。 V脈沖和 177。 每一個(gè)破壞符號(hào) V總是與前一非 0符號(hào)同極性 (包括 B在內(nèi) )。 HDB3編碼規(guī)則及應(yīng)用 AMI碼和 HDB3碼及波形（有些資料將 +1用 1表示） 提示： AMI碼和 HDB3碼也稱作 1B1T碼 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的 HDB3碼波形 ? 全 1輸入 思考：全 1碼對(duì)應(yīng)的 AMI碼波形是什么形式？ 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的 HDB3碼波形 ? 全 0輸入 思考：全 0碼對(duì)應(yīng)的 AMI碼波形是什么形式？ 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的給定序列的 AMI和 HDB3碼波形 （輸入為 011100100000110000100000 ） ? AMI HDB3 AMI 碼和 HDB3碼的功率譜 1 . 00 . 500 . 5 1 . 0A M IH D B3非歸零 碼歸一化 功率譜f / fs 它用一個(gè)周期的正負(fù)對(duì)稱方波表示 “ 0”， 而用其反相波形表示 “ 1”。 在計(jì)算機(jī) 以太網(wǎng) 中用 。 數(shù)字雙相碼和 CMI碼又稱為 1B2B碼。 4. 密勒碼 (Miller) 兩個(gè) “ 1”碼中間有一個(gè) “ 0”碼時(shí)，密勒碼流中出現(xiàn)最大寬度為 2Ts的波形，即兩個(gè)碼元周期。密勒碼最初用于氣象衛(wèi)星和磁記錄，現(xiàn)在也用于低速基帶數(shù)傳機(jī)中。 ?nBmB碼是把原信息碼流的 n位二進(jìn)制碼作為一組 ， 編成 m位二進(jìn)制碼的新碼組 。顯然，在相同的碼速率下， 4B／ 3T碼的信息容量大于 1B／ 1T，因而可提高頻帶利用率。通過頻譜分析 ， 可以 了解信號(hào)需要占據(jù)的頻帶寬度 ， 所包含的頻譜分量中 ， 有無直流分量 ， 有無定時(shí)分量 等 。 g1(t)和 g2(t)在實(shí)際中可以是任意的脈沖，但為了便于在圖上區(qū)分，這里我們把 g1(t)畫成寬度為 Ts的方波，把 g2(t)畫成寬度為 Ts的三角波。 隨機(jī)脈沖序列的功率譜密度可能包含連續(xù)譜和離散譜 。 0)2(2 ??mSaT S)2(2 ?mSaTS0)2(2 ??mSaT S這時(shí) ， 式變成 Ps(f) = )()2(161)2(16 22 smSS mffmSafTSaT ?? ???????? 不難求出 ， 單極性半占空比歸零信號(hào)的帶寬為 Bs=2fs,即 Bs=2RB 。 不歸零脈沖 τ=Ts， 則 Bs=fs； 50%占空比 歸零脈沖 τ=Ts/2， 則 Bs=1/τ=2fs。 0、 1等概的雙極性信號(hào)沒有離散譜 ，即無直流分量和定時(shí)分量 。如果將不相關(guān)序列進(jìn)一步編碼為相關(guān)序列，即在符號(hào)之間引入記憶，則可改變它的頻率特性。 )mfδ ( f)( m f[ a ] GEf( f )G)π m f /f([ a ] )E( R ( m )[ a ]E)R(f( f )P sm sssmss?????? ?? ????????222222 }2c o s0{mnnmnn aaaaER ( m ) ?? ?? ][aaEaE n ?? ][][[例 4]分析 AMI的功率譜。 H(w) w O T s ? － T s ? T s ( a ) h(t) O － 4 T s － 3 T s － 2 T s T s 2 T s 3 T s 4 T s t ( b ) 在輸入 δ序列作用下 , 接收濾波器輸出信號(hào) r(t)由 h(t)波形決定。 h(t) O － 4 T s － 3 T s － 2 T s T s 2 T s 3 T s 4 T s t 碼間串?dāng)_的形成 無碼間串?dāng)_產(chǎn)生的條件 若波形 在 Ts， 2Ts等后面碼元抽樣判決時(shí)刻上正好為 0， 此時(shí)傳輸其它碼元 ，就能消除碼間串?dāng)_ ， 這也是無碼間串?dāng)_傳輸?shù)幕舅枷?。它提供了檢驗(yàn)一個(gè)給定的系統(tǒng)特性 H(ω)是否產(chǎn)生碼間串?dāng)_的一種方法。 幾個(gè)概念 （續(xù)） 思考： 對(duì)于基帶傳輸系統(tǒng)，實(shí)際的頻帶利用率一定能達(dá)到 2波特 /Hz嗎？ 滿足無碼間串?dāng)_的基帶傳輸特性 1．理想低通特性 B=Beq=1/2Ts=RB/2 RBmax=2Beq BRB =2Baud/Hz, H(w) w O T s ? － T s ? T s ( a ) h(t) O － 4 T s － 3 T s － 2 T s T s 2 T s 3 T s 4 T s t ( b ) 優(yōu)點(diǎn)：有效性好 缺點(diǎn)：尾巴長(zhǎng)，衰減慢， 判決時(shí)刻略有偏差時(shí)， 將會(huì)造成嚴(yán)重的誤碼； 物理不可實(shí)現(xiàn)。 H ( ω )ωω010 ω0α ω0α ω0α ω0α ω0強(qiáng)調(diào) 奈奎斯特第一準(zhǔn)則的理解和應(yīng)用 典型的兩類題目： ? 判斷系統(tǒng)能否無碼間串?dāng)_傳輸 ? 無碼間串?dāng)_傳輸?shù)挠?jì)算 判斷系統(tǒng)能否誤碼間串?dāng)_傳輸?shù)姆椒ǎ? 方法一： 直接用 Sssi TTT iH ?w?w ???? ,)2(Sssi TfTTifH21,)( ????或但一定要注意應(yīng)用條件： 1/TS碼元速率傳輸 判斷系統(tǒng)能否誤碼間串?dāng)_傳輸?shù)姆椒ǎ? 方法二： 理解 Sssi TTT iH ?w?w ???? ,)2(即：（ 1） H（ w）互補(bǔ)對(duì)稱； （ 2） RBmax=2Beq, 且 nRRBB m a x ?練習(xí)：判斷基帶傳輸系統(tǒng)能否消除碼間串?dāng)_ 例 H（ ω）若使系統(tǒng)以 Ts2進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，判斷各種特性能否消除碼間串?dāng)_？ Band速率 方法 1 π / Ts π / Ts4 π / Ts 4 π / Ts0ωH ( ω 177。 4 π / Ts )2 π / Ts 2 π / Ts( d ) 1111練習(xí)（續(xù)） 例 2. 判別 （ 1）數(shù)字信息速率 300b/s,經(jīng)過理想低通信道能否無碼間串?dāng)_傳輸？ （ 2）低通三角信道截止頻率為 600Hz，能否無碼間串?dāng)_傳輸？ （ 3）習(xí)題 64（ 1） 無碼間串?dāng)_傳輸?shù)挠?jì)算 常見的計(jì)算類型和計(jì)算方法： （ 1）計(jì)算最大速率和最小帶寬 RBmax=2Beq Bmin=RB/2 （ 2）計(jì)算有滾降特性時(shí)的速率、帶寬、頻帶利用率 RBmax=2Beq B=RB（ 1+α） /2 ?=RB/B 練習(xí)（續(xù)） 例 （ 1）數(shù)字信息速率 300b/s,經(jīng)過理想低通信道無碼間串?dāng)_傳輸?shù)淖钚挒槎嗌佟? 總結(jié)： 對(duì)于基帶傳輸系統(tǒng)涉及的各種帶寬： ? 能量帶寬（第一零點(diǎn)帶寬） B=RB ? 理想低通特性帶寬（奈奎斯特帶寬） Bmin=RB/2 ? 滾降特性實(shí)際帶寬 B=RB（ 1+α） /2 167。 sinx／ x波形 “ 拖尾 ” 嚴(yán)重 ， 但觀察 sinx／ x波形 ， 發(fā)現(xiàn)相距一個(gè)碼元間隔的兩個(gè) sinx／ x波形的 “ 拖尾 ” 剛好正負(fù)相反 ，利用這樣的波形組合肯定