【正文】
是 , 在以上的分析方法中 , 沒(méi)有限定 g1(t)和 g2(t)的波形 , 因此式 ( ) 不僅適用于計(jì)算 數(shù)字基帶信號(hào) 的功率譜 , 也可以用來(lái)計(jì)算 數(shù)字調(diào)制信號(hào) 的功率譜 。 ? 單極性不歸零信號(hào) 中無(wú)定時(shí)分量,若想獲取定時(shí)分量,要進(jìn)行波形變換。 總結(jié) ( 2) ? 單極性基帶信號(hào)是否存在離散線譜取決于矩形脈沖的 占空比 。 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 τ的倒數(shù) , 即 B=1/τ。 01?f22sAT?2??3?3??? ?sPf2?1??? ? ? ?22sasP f S fT? ????雙極性歸零矩形信號(hào)功率譜 總結(jié) ( 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) G1(f)或 G2(f)。 ( ) ( )s a sG f T S f T???( 1)若 g(t)是高度為 1的 NRZ矩形脈沖,則: Ps(f)=Ts Sa2(πfTs) ? ? ? ?2s s a sP f T S f T???01sT f22asAT?2sT? 3sT3sT?? ?sPf2sT1sT?sT雙極性不歸零矩形信號(hào)功率譜 即 0、 1等概時(shí)只有連續(xù)譜,無(wú)離散譜,不能提取同步信號(hào),帶寬 B=fs ( 2) 對(duì)雙極性歸零碼 , 當(dāng)脈沖寬度 τ=Ts/2, P=1/2, 即 0、 1等概時(shí): ? ? ? ? ? ? ? ?2 2 2 214 1 | ( ) | 4s s s a s aP f f P P G f f S f T S f? ? ? ? ?? ? ? ?? ?( ) ( )22sSaa T fTG f S f S ?? ? ???只有連續(xù)譜,無(wú)離散譜。 22 2222211( ) ( ) ( ) ( )441 = ( ) ( ) ( )16 2 16 21 = ( ) ( ) ( )16 2 16 2S s s s smS S s sa a smSSa a smP f f G f f G m f f m fT f T mf TS S f mfT f T mS S f mf????? ???? ???? ???? ??? ? ????????16sTP ( f )歸零碼不歸零碼fO 1Ts1?二進(jìn)制基帶信號(hào)的功率譜密度 單極性不歸零信號(hào)的帶寬為 Bs=fs 單極性歸零信號(hào)的帶寬為 Bs=2fs [例 62] 對(duì)于雙極性波形:設(shè) g1(t)=g2(t)=g(t) ? ? ? ? ? ? 2 24 1 ( 2 1 ) ( ) ( )s s s s sm = P f = f P P G f + f P G m f d f m f???有連續(xù)譜和離散譜 。 0)0()(:0 ??? ass STfmGm離散譜中 有直流分量 0)()(:0 ??? ?mSTfmGm ass01sT f22asAT?2sT? 3sT3sT?? ?sPf2sT1sT?1422 22 2 2 2 2211( ) ( ) ( ) ( )44si n si n11 [ ] [ ] ( )441( ) ( )44s s s s smS s Ss S s S smS s SsaSP f f G f f G m f f m ff T mf Tf T f T f m ff T mf TTS f T f?????????? ? ??? ? ?? ? ?? ? ?????P=1/2: (2) ????? ??其它,04,1)( sTttg??????? 22)( sas TfSTfG ?為半占空歸零矩形脈沖 )(tg無(wú)離散譜 0)0()(:0 ??? ass STfmGm離散譜中有直流分量 02)(:)(0 ????????? ?mSTfmGmass偶數(shù)有離散譜 02)(:)(0 ????????? ?mSTfmGmass奇數(shù)01sT f2sT? 3sT3sT? ? ?sPf2sT1sT? 4sT6sT5sT5sT?6sT? 4sT?① 該基帶信號(hào)功率譜密度中含有頻率 fs=1/Ts的離散分量,故可以提取碼元同步所需的頻率 fs=1/Ts的分量。 [例 6–1] 對(duì)于單極性波形:設(shè) 。一般情況下,它也總是存在的。譜的形狀取決于 g1(t)和 g2(t)的頻譜以及出現(xiàn)的概率 P。 ① 二進(jìn)制隨機(jī)脈沖序列的功率譜 Ps(f)可能包含連續(xù)譜(第一項(xiàng))和離散譜(第二項(xiàng))。 如果寫成單邊的 , 則有 Ps(f)=2fsP(1P)|G1(f)G2(f)|2+f s 2 |PG1(0)+(1P)G2(0)|2δ(f) + 2f s 2 |PG1(mfs)+(1P)G2(mfs)|2δ(fmfs), f≥0 ???1m功率譜密度 Ps(ω)的意義 : ?由脈沖序列頻譜的特點(diǎn),可大致掌握傳輸某一數(shù)據(jù)信號(hào)所需要的帶寬。 根據(jù)連續(xù)譜可以確定隨機(jī)序列的帶寬 。 1. 穩(wěn)態(tài)波 v(t)的功率譜密度 Pv(f): ??????mtmfjmseCtv ?2)(/2 2/21 ()sssT j m f tm TsC v t e d tT???? ???????????nss nTtgPnTtPgtv )]()1()([)( 21() 式中 () v(t)是以 Ts為周期的周期信號(hào), /2 212/21 [ ( ) ( 1 ) ( ) ]s ssT j m f tm s sTnsC P g t n T P g t n T e d tT ???? ? ? ?? ? ? ? ? ??? 令 tnTs=t’ /2 2 ( )12/21 [ ( ) ( 1 ) ( ) ]ss ssssn T T j m f t n Tm n T TnsC P g t P g t e d tT ?? ??????? ? ?? ? ? ?? ?)]()1()([ 21 sss mfGPmfPGf ???式中 dtetgmfG tfmjs s?211 )()( ??????dtetgmfG tfmjs s?222 )()( ??????Ss Tf1?212 = [ ( ) ( 1 ) ( ) ]sj m f tsf P g t P g t e d t?????? ? ??碼元速率 根據(jù)周期信號(hào)功率譜密度與傅氏系數(shù) Cm的關(guān)系式 , 得 )()( 2 smmv mffCfP ?? ??????)()()1()([ 221 smsss mffmfGPmfPGf ???? ?????? 可見(jiàn)穩(wěn)態(tài)波的功率譜 Pv(f)是沖擊強(qiáng)度取決 |Cm|2的離散線譜 , 根據(jù)離散譜可以確定隨機(jī)序列是否包含直流分量 ( m=0) 和定時(shí)分量 。 穩(wěn)態(tài)波 , 即是隨機(jī)序列 s(t)的統(tǒng)計(jì)平均分量 ,它取決于每個(gè)碼元內(nèi)出現(xiàn) g1(t)、 g2(t)的概率加權(quán)平均 , 因此可表示成 () 其波形如圖 62所示 , 顯然 v(t)是一個(gè)以 Ts為周期的周期函數(shù) 。 若表示各碼元的波形相同而電平取值不同,則數(shù)字 基帶信號(hào)可表示為: 式中, an - 第 n個(gè)碼元所對(duì)應(yīng)的電平值 Ts - 碼元持續(xù)時(shí)間 g(t) -某種脈沖波形 ???????nsn nTtgats )()( 一般情況下,數(shù)字基帶信號(hào)可表示為一隨機(jī)脈沖序列: 式中, sn(t)可以有 N種不同的脈沖波形。00V+1… (多電平碼波形) 在一個(gè)碼元間隔時(shí)間內(nèi)信號(hào)電平可以是多個(gè)不同的電平,可以達(dá)到更高速率的數(shù)據(jù)傳輸。被 CCITT推薦使用。 ?AMI的缺點(diǎn)在于,當(dāng)出現(xiàn)長(zhǎng)的連 0串時(shí)不利于提取定時(shí)信號(hào)。一個(gè)二進(jìn)制符號(hào)變換成一個(gè)三進(jìn)制符號(hào)所構(gòu)成的碼稱為 1B/1T碼型。 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 差分編碼 bn: +E E 參考電平 消息 an: n n n 1b = a b?( AMI碼) AMI(Alternate Mark Inversion)碼在將信息碼編成傳輸碼時(shí)遵循以下規(guī)則: 原信息碼的 “ 0”仍編為傳輸碼的 0; 原信息碼的 “ 1”在編為傳輸碼時(shí),交替地變換為 +1, 1 , +1, 1, … 。 4. 雙極性歸零 (RZ)碼 0 1 0 1 1 0 0 1 +E E 它具有雙極性不歸零波形的特點(diǎn), 0、 1等概時(shí),不能提取同步信號(hào)。 它是其它碼型提取同步信號(hào)需采用的一個(gè)過(guò)渡碼型。 3. 單極性歸零 (RZ)碼 其特征是所用脈沖寬度比碼元寬度窄,占空比τ/Ts1。 2. 雙極性不歸零 (NRZ)碼 脈沖的正、負(fù)電平對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制代碼 0, 碼元之間無(wú)