【文章內(nèi)容簡介】 P G m f f m f f??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 由式 ( 25)可知 ， 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 。 對于連續(xù)譜而言 ， 由于代表數(shù)字信息的 及 不能完全相同 ， 故 因而 總是存在的；而離散譜是否存在 ， 取決 和 的波形及其出現(xiàn)的概率 P， 下面舉例說明 。 ? ? ? ?12 ,G f G f?? ?uP ? ? ? ? ?g t g t? ? ? ?uvP f P f? ? ? ?g t g t 例 5 – 1 對于單極性波形：若設(shè) 則隨機(jī)脈沖序列的雙邊功率譜密度為 等概（ P=1/2）時(shí)， 上式簡化為 ? ? ? ? ? ?1 0, 2 ,g t g t g t??（ 1） 若表示“ 1”碼的波形 為不歸零矩形脈沖，即 ? ? ? ?si n Ss S a SSTG f T T S f TfT? ?????????? 的取值情況： 時(shí) ， , 因此離散譜中有直流分量； 為不等于零的整數(shù)時(shí) ， ， 離散譜均為零 ， 因而無定時(shí)信號 。 ? ? ? ?2g t g t? ? ?,ssf m f G m f? ? ? ? ?0 0 0s s am G m f T S? ? ?? ? ? ? 0s s aG f T S n ???m 隨機(jī)序列的帶寬取決于連續(xù)譜 ， 實(shí)際由單個(gè)碼元的頻譜函數(shù) 決定 ， 該頻譜的第一個(gè)零點(diǎn)在 ， 因此單極性不歸零信號的帶寬為 ， 如圖 5 5所示 。 （ 2） 若表示 “ 1”碼的波形 為半占空歸零矩形脈沖 ， 即脈沖寬度 時(shí) ，其頻譜函數(shù)為 ? ? 22sST f TG f S a ???? ????? ? ? ?2g t g t?2sT? ?? ?Gf sff?ssBf這時(shí) ， 式 （ 28） 變成 ? ? ? ?2 si n1144 SS s SSfTP f f T ffT? ??????????圖 5 –5 二進(jìn)制基帶信號的功率譜密度 的取值情況： 時(shí) 因此離散譜中有直流分量； 為奇數(shù)時(shí) ， ， 此時(shí) 有離散譜 ， 其中 時(shí) ， ， 因而有定時(shí)信號； 為偶數(shù)時(shí) ， ， 此時(shí)無離散譜 。 ? ? ? ?0SG m fs T S a?? ? 022ST mG m f s S a ?????????? ? 0ST mG m f s S a ????? ????? ?,f m fs G m fs? ? ? ? ?0 , 0 0m G m f s T sS a? ? ?m 1m? 這時(shí) ， 式 （ 28） 變成 ? ? ? ?22 116 2 16 2SSssmT f T mP f S a S a f m f? ? ??? ? ??? ??? ? ????? ???? ? 不難求出 ， 單極性半占空歸零信號的帶寬為 。 [例 5 2］ 對于雙極性波形：若設(shè) ， 則 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?224 1 2 1s s s s smP f f P P G f f p G m f f m f??? ? ?? ? ? ??? ? ? ? ? ?12g t g t g t? ? ?2ssBf?等概 （ P=1/2） 時(shí) ， 上式變?yōu)? 若 為高為 1， 脈寬等于碼元周期的矩形脈沖 ， 那么上式可寫成 ? ? ? ?2s s sP f T S a fT??? ? ? ? ? ?2 32ssP f f G f??? ?gt 從以上兩例可以看出 ,得出結(jié)論 （ 1） 隨機(jī)序列的帶寬主要依賴單個(gè)碼元波形的頻譜函 數(shù) 或 ， 兩者之中應(yīng)取較大帶寬的一個(gè)作為序列帶寬 。 時(shí)間波形的占空比越小 ， 頻帶越寬 。 通常以譜的第一個(gè)零點(diǎn)作為矩形脈沖的近似帶寬 ， 它等于脈寬 的倒數(shù) ， 即 。 由圖 5 5可知 ， 不歸零脈沖的 則 ；半占空歸零脈沖的 則 。 其中 ， 位定時(shí)信號的頻率 ， 在數(shù)值上與碼速率 相等 。 ? ? ? ?12G f G f1sB ?? ,s s sT B f? ??2 , 1 2s s sT B f??? ? ?1ssfT?BR? （ 2）單極性基帶信號是否存在離散線譜取決于矩形脈沖的占空比，單極性歸零信號中有定時(shí)分量，可直接提取。 單極性不歸零信號中無定時(shí)分量，若想獲取定時(shí)分量，要進(jìn)行波形變換。 0、 1等概的雙極性信號沒有離散譜，也就是說無直流分量和定時(shí)分量。 綜上分析， 研究隨機(jī)脈沖序列的功率譜是十分有意義的， 一方面我們可以根據(jù)它的連續(xù)譜來確定序列的 帶寬 。另一方面根據(jù)它的離散譜是否存在這一特點(diǎn)，使我們明確能否從脈沖序列中直接提取 定時(shí)分量 ，以及采用怎樣的方法可以從基帶脈沖序列中獲得所需的離散分量。這一點(diǎn)，在研究位同步、 載波同步等問題時(shí)將是十分重要的。 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能在信道中傳輸 。 例如 ， 前面介紹的含有直流分量和較豐富低頻分量的單極性基帶波形就不適宜在低頻傳輸特性差的信道中傳輸 ， 因?yàn)樗锌赡茉斐?信號嚴(yán)重畸變 。 又如 ， 當(dāng)消息代碼中包含長串的連續(xù) “ 1”或 “ 0”符號時(shí) ， 非歸零波形呈現(xiàn)出連續(xù)的固定電平 ， 因而 無法獲取定時(shí)信息 。 單極性歸零碼在傳送連“ 0”時(shí) ， 存在同樣的問題 。 因此 ， 對傳輸用的基帶信號主要有兩個(gè)方面的要求： （ 1） 對代碼的要求， 原始消息代碼必須編成適合于傳輸用的碼型； （ 2） 對所選碼型的電波形要求，電波形應(yīng)適合于基帶系統(tǒng)的傳輸。 前者屬于 傳輸碼型的選擇 ，后者是 基帶脈沖的選擇 。 這是兩個(gè)既獨(dú)立又有聯(lián)系的問題。 本節(jié)先討論碼型的選擇問題，后一問題將在以后討論。傳輸碼 (或稱線路碼 )的結(jié)構(gòu)將取決于實(shí)際信道特性和系統(tǒng)工作的條件。通常，傳輸碼的結(jié)構(gòu)應(yīng)具有下列主要特性： (1) 相應(yīng)的基帶信號無直流分量，且低頻分量少； (2) 便于從信號中提取定時(shí)信息； (3) 信號中高頻分量盡量少， 以節(jié)省傳輸頻帶并減少碼 間串?dāng)_； (4) 不受信息源統(tǒng)計(jì)特性的影響， 即能適應(yīng)于信息源的變 化； (5) 具有內(nèi)在的檢錯(cuò)能力，傳輸碼型應(yīng)具有一定規(guī)律性， (6) 編譯碼設(shè)備要盡可能簡單， 等等。 滿足或部分滿足以上特性的傳輸碼型種類繁多，這里準(zhǔn)備介紹目前常見的幾種。 1. AMI AMI 碼是傳號交替反轉(zhuǎn)碼 。 其編碼規(guī)則是將二進(jìn)制消息代碼 “ 1”(傳號 )交替地變換為傳輸碼的 “ +1”和 “ 1”， 而 “ 0”(空號 )保持不變 。 例如： 消息代碼 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 … AMI碼： +1 0 0 –1 +1 0 0 0 0 0 0 0 1 +1 0 0 1 +1… AMI碼對應(yīng)的基帶信號是正負(fù)極性交替的脈沖序列，而 0電位持不變的規(guī)律。AMI碼的優(yōu)點(diǎn)是，由于 +1與 1 交替， AMI碼的功率譜（見圖 5 6）中不含直流成分，高、低頻分量少，能量集中在頻率為 1/2碼速處。位定時(shí)頻率分量雖然為 0，但只要將基帶信號經(jīng)全波整流變?yōu)閱螛O性歸零波形，便可提取位定時(shí)信號。 圖 56 AMI 碼和 HDB3碼的功率譜 此外 ， AMI碼的編譯碼電路簡單 ， 便于利用傳號極性交替規(guī)律觀察誤碼情況 。 鑒于這些優(yōu)點(diǎn) ， AMI碼是 CCITT建議采用的傳輸碼性之一 。 AMI碼的不足是 ， 當(dāng)原信碼出現(xiàn)連 “ 0”串時(shí) ， 信號的電平長時(shí)間不跳變 ， 造成提取定時(shí)信號的困難 。 解決連 “ 0”碼問題的有效方法之一是采用 HDB3碼 。 2. HDB3 HDB3碼的全稱是 3階高密度雙極性碼，它是 AMI碼的一種改進(jìn)型， 其目的是為了保持 AMI碼的優(yōu)點(diǎn)而克服其缺點(diǎn)， 使連“ 0”個(gè)數(shù)不超過 3個(gè)。其編碼規(guī)則如下： （ 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，即傳號極性交替； （ 2） 當(dāng)連 “ 0”個(gè)數(shù)超過 3時(shí)，則將第 4個(gè) “ 0”改為非 “ 0”脈沖，記為 +V或 V，稱之為破壞脈沖。相鄰 V碼的極性必須交替出現(xiàn)，以確保編好的碼中無直流； （ 3） 為了便于識別， V碼的極性應(yīng)與其前一個(gè)非 “ 0”脈沖的極性相同，否則，將四連 “ 0”的第一個(gè) “ 0”更改為與該破壞脈沖相同極性的脈沖，并記為 +B或 B； （ 4） 破壞脈沖之后的傳號碼極性也要交替。 例如： 代碼： 1000 0 1000 0 1 1 000 0 l 1 AMI碼： 1000 0 +1000 0 1 +1 000 0 1 +1 HDB3碼： 1000 V +100 +V 1 +1 B00 V +1 1 其中的 177。 V脈沖和 177。 B脈沖與 177。 1脈沖波形相同，用 V或 B符號的目的是為了示意是將原信碼的 “ 0”變換成 “ 1”碼。 雖然 HDB3碼的編碼規(guī)則比較復(fù)雜，但譯碼卻比較簡單。 從上述原理看出，每一個(gè)破壞符號 V總是與前一非 0符號同極性 (包括 B在內(nèi) )。 這就是說，從收到的符號序列中可以容易地找到破壞點(diǎn) V，于是也斷定 V符號及其前面的 3個(gè)符號必是連 0符號，從而恢復(fù) 4個(gè)連 0碼，再將所有 1變成 +1后便得到原消息代碼。 HDB3碼保持了 AMI碼的優(yōu)點(diǎn)外 ， 同時(shí)還將連 “ 0”碼限制在 3個(gè)以內(nèi) ， 故有利于位定時(shí)信號的提取 。 HDB3碼是應(yīng)用最為廣泛的碼型 ， A律 PCM四次群以下的接口碼型均為HDB3碼 。 3. PST PST碼是成對選擇三進(jìn)碼 。 其編碼過程是：先將二進(jìn)制代碼兩兩分組 ， 然后再把每一碼組編碼成兩個(gè)三進(jìn)制數(shù)字 (+ 、 、 0)。 因?yàn)閮晌蝗M(jìn)制數(shù)字共有 9種狀態(tài) ， 故可靈活地選擇其中的 4種狀態(tài) 。 表 5 1 列出了其中一種使用最廣的格式 。 為防止 PST碼的直流漂移 ， 當(dāng)在一個(gè)碼組中僅發(fā)送單個(gè)脈沖時(shí) ， 兩個(gè)模式應(yīng)交替變換 。 例如： 代碼： 0 1 0 0 1