【正文】 Ts π / Ts4 π / Ts 4 π / Ts0ωH ( ω 177。 物理可實現(xiàn)。 幾個概念 （續(xù)） 思考： 對于基帶傳輸系統(tǒng)，實際的頻帶利用率一定能達到 2波特 /Hz嗎？ 滿足無碼間串擾的基帶傳輸特性 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：有效性好 缺點：尾巴長，衰減慢， 判決時刻略有偏差時， 將會造成嚴重的誤碼； 物理不可實現(xiàn)。 思考： 對于基帶傳輸系統(tǒng)，奈奎斯特帶寬 Bin與系統(tǒng)實際帶寬 B 一定相等嗎？ 幾個概念 （續(xù)） （ 2）奈奎斯特速率 ： RBmax=2Beq 因為對波形來說，間隔 Ts最小，對應速率最大，因此也稱為無碼間串擾傳輸?shù)淖罡咚俾?。它提供了檢驗一個給定的系統(tǒng)特性 H(ω)是否產(chǎn)生碼間串擾的一種方法。 下面 ， 我們在不考慮噪聲時 ， 研究如何設計基帶傳輸特性 H(ω)， 以形成在抽樣時刻上無碼間串擾的沖激響應波形 h(t)。 h(t) O － 4 T s － 3 T s － 2 T s T s 2 T s 3 T s 4 T s t 碼間串擾的形成 無碼間串擾產(chǎn)生的條件 若波形 在 Ts， 2Ts等后面碼元抽樣判決時刻上正好為 0， 此時傳輸其它碼元 ，就能消除碼間串擾 ， 這也是無碼間串擾傳輸?shù)幕舅枷?。 為了使基帶脈沖傳輸獲得足夠小的誤碼率，必須最大限度地減小碼間串擾和隨機噪聲的影響。 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 r(t)由 h(t)波形決定。 波 形 變 換 窄 帶 濾 波 脈 沖 形 成輸 入A M I 、 H D B3碼位 同 步 輸 出 數(shù)字基帶脈沖傳輸與碼間串擾 圖中 ， {an}為發(fā)送濾波器的輸入符號序列 ， 在二進制的情況下 , an取值為 0、1或 +1。 )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。 ? 碼元有一定相關性的相同波形隨機序列包括 AMI碼、 HDB3碼等，下面給出有記憶數(shù)字基帶信號的功率譜結果。如果將不相關序列進一步編碼為相關序列，即在符號之間引入記憶，則可改變它的頻率特性。 ? 數(shù)字雙相碼的兩種信號碼元為 )()(,2 20)( 121 tgtgTt/A , T /TtA , tgsss ??????????????? ????????0222224 )2()12(]2)/(2)/(s i n)[1(4)(mmsssss )mfδ ( fnPATAfT fTPPfP ?? ?若“ 0”與“ 1”碼等概， P=1/2，則 2422)/(2)/(s inssss fT fTTA( f )P ? ??NRZ碼、數(shù)字雙相碼的功率譜密度曲線 RB 2RB ? 前面計算數(shù)字基帶信號功率譜的條件是隨機序列的各符號之間互不相關。 0、 1等概的雙極性信號沒有離散譜 ，即無直流分量和定時分量 。 （ 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分量 ， 可直接提取 。 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。 （ 1） 隨機序列的帶寬主要依賴單個碼元波形的頻譜函數(shù) G1(f)或 G2(f) 。 0)2(2 ??mSaT S)2(2 ?mSaTS0)2(2 ??mSaT S這時 ， 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的帶寬為 Bs=2fs,即 Bs=2RB 。 窄帶濾波 脈沖形成 位同步信號s ( t ) 舉例 [例 1] 對于 單極性碼 波形：若設 g1(t)=0， g2(t)=g（ t） ， 則隨機脈沖序列的雙邊功率譜密度為 Ps(f)=fsP(1P)|G(f)|2+ )()()1( 2 smss mffmfGpf ????????等概 （ P=1/2） 時 ， 上式簡化為 Ps(f)= fs|G(f)|2+ )()(41 22smss mffmfGf ???????41（ 1） 若表示“ 1”碼的波形 g2(t)=g（ t）為 不歸零 矩形脈沖，即 G(f)=TS ? ?)(s i n SaSSS fTSTfTfT ??? ? 討論離散譜 f=mfs, G(mfs)的取值情況： m=0 時 ， G(mfs)=Ts Sa(0)≠0, 因此離散譜中有直流分量； ?m為不等于零的整數(shù)時 ， G(mfs)=Ts Sa(mπ)=0， 離散譜均為零 ， 因而無定時信號 。 隨機脈沖序列的功率譜密度可能包含連續(xù)譜和離散譜 。 ???????碼碼1),(0),()(21sss nTtgnTtgnTtg??????nn tsts )()(s(t)可寫為 ???????PnTtgPnTtgtsssn 1),(),()(21以概率以概率雙邊功率譜密度表達 形式 ? 單邊功率譜密度表達 形式 ????????????mssssss)mfδ ( f)( m fP ) G()( m fPGf( f )G( f )GP)P(ffP221222111)(?????????????1221222122211201012)(msssssss)mfδ ( f)( m fP ) G()( m fPGfδ ( f ))(P ) G()(PGf( f )G( f )GP)P(ffP式中 fs=1/Ts, 在數(shù)值上等于碼速率 RB，即 fs=RB。 g1(t)和 g2(t)在實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。 數(shù)字基帶信號的頻譜特性 數(shù)字基帶信號一般是隨機信號，因此不能用求確知信號頻譜密度函數(shù)的方法來分析其頻率特性，隨機信號的頻率特性可以用功率譜密度描述。通過頻譜分析 ， 可以 了解信號需要占據(jù)的頻帶寬度 ， 所包含的頻譜分量中 ， 有無直流分量 ， 有無定時分量 等 。 8. 2B1Q碼 ? 2B1Q碼用于 ISDN基本速率接口 (BRI)中的 U接口，是一種四電平碼，它將 2bit組合在一起以 4電平信號來代表，如分別用代碼 1 0 00表示電平 + + 3，對應波形如圖所示。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。為此可以將輸入二進制信碼分成若干位一組，然后用較少位數(shù)的三元碼來表示，以降低編碼后的碼速率，從而提高頻帶利用率。 ?nBmB碼是把原信息碼流的 n位二進制碼作為一組 ， 編成 m位二進制碼的新碼組 。從中選擇一部分有利碼組作為可用碼組 ， 其余為禁用碼組 ， 以獲得好的特性 。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)傳機中。 O A A t / T 0 1 1 0 1 0 0 1 0 雙相碼、 密勒碼、 CMI 碼的波形比較 (a) 雙相碼； (b) 密勒碼； (c) CMI碼 雙相碼的下降沿正好對應于密勒碼的躍變沿。 4. 密勒碼 (Miller) 兩個 “ 1”碼中間有一個 “ 0”碼時，密勒碼流中出現(xiàn)最大寬度為 2Ts的波形，即兩個碼元周期。 編碼規(guī)則如下： “ 1”碼用碼元間隔中心點出現(xiàn)躍變來表示 ， 即用 “ 10”或 “ 01”表示 。 數(shù)字雙相碼和 CMI碼又稱為 1B2B碼。 此外，由于 10為禁用碼組，不會出現(xiàn) 3個以上的連碼， 這個規(guī)律可用來檢錯。 在計算機 以太網(wǎng) 中用 。又因為這種碼的正 、 負電平各半 ， 所以無直流分量 ， 編碼過程也簡單 。 HDB3編碼規(guī)則及應用 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 實驗測得的 HDB3碼波形 ? 全 1輸入 思考：全 1碼對應的 AMI碼波形是什么形式？ 實驗測得的 HDB3碼波形 ? 全 0輸入 思考：全 0碼對應的 AMI碼波形是什么形式？ 實驗測得的給定序列的 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 它用一個周期的正負對稱方波表示 “ 0”， 而用其反相波形表示 “ 1”。 HDB3碼保持了 AMI碼的優(yōu)點外 ， 同時還將連 “ 0”碼限制在 3個以內 ， 故有利于位定時信號的提取 。 每一個破壞符號 V總是與前一非 0符號同極性 (包括 B在內 )。 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 。 V脈沖和 177。為了確保編好的碼中無直流，加入“ B”脈沖之后原來的“ 1”碼極性要發(fā)生變化。編碼規(guī)則： （ 1） 當信碼的連 “ 0”個數(shù)不超過 3時，仍按 AMI碼的規(guī)則編，即傳號極性交替； （ 2） 當連“ 0”個數(shù)超過 3時，則將信碼中 4個連“ 0”用取代節(jié)“ 000+V”（ 000V）或“ +B00+V”（ B00V）代替，若相鄰的兩個“ V”碼中間有奇數(shù)個“ 1”（非“ 0”脈沖 )，4個連“ 0”用取代節(jié)“ 000+V”（ 000V）代替，若相鄰的兩個“ V”碼中間有偶數(shù)個“ 1”（非“ 0”脈沖 )， 4個連“ 0”用取代節(jié)“ +B00+V”（ B00V）代替。 ? AMI碼是一種基本的線路碼，在高密度信息流的數(shù)據(jù)傳輸中得到廣泛應用。 便于提取位定時信號。 常用的數(shù)字基帶傳輸碼型舉例 （ AMI） （ HDB3） （ Manchester） （ Miller) （ CMI） 6. nBmB碼 1． 傳號 極性交替反轉碼 (AMIAlternative Mark Inversion) 編碼規(guī)則：將二進制消息代碼 “ 1”(傳號 )交替地變換為傳輸碼的“ +1”和“ 1”，而“ 0”(空號 )保持不變。 …. 還有其他的一些要求。 如含有豐富直流和低頻成分的基帶信號不適宜在信道中傳輸，否則會造成信號畸變。 ? 數(shù)字設備之間進行長距離有線信號傳輸時，高頻分量衰減隨距離的增加而增大，同時信道中往往還存在隔直流電容或耦合變壓器，會引起直流損耗，因而傳輸頻帶的高頻和低頻部分均受限。這些最簡單的數(shù)字基帶信號的頻譜中含有豐富的低頻分量乃至直流分量。 6． 多進制波形（ 多元碼、多進制碼） + E E 0 + 3E 3E 01 00 10 11 01 00 10 優(yōu)點：效率高 幾種基帶信號波形對比 101 0 0 1 10+ E( a ) NRZ+ E E1 1 001 1+ E01 0 1 0 1 1( b ) B NRZ