数据信号的传输课件.pptVIP

第一节数据信号的基带传输l原始信号(未经调制的信号)所固有的基本频带称为基带。l未经调制等频率变换处理的原始数据信号称为基带信号。l在数据通信中直接传输基带信号的方式称为基带传输。l计算机、电传机等数字设备输出的二进制序列代码，PCM或ΔM方式输出的码组等等都是数字基带信号。l由于数字基带信号往往包含丰富的低频分量，甚至直流分量，因此适合于在具有低通特性的有线信道中近距离直接传输，我们称之为数字基带传输。l用来传输数字基带信号的通信系统称为数字基带传输系统。

一、数字基带信号的波形l组成基带信号的单个码元的波形可以是矩形、升余弦脉冲、高斯形脉冲、半余弦脉冲等。l但并非所有基带信号的波形都能在信道中传输：l有的含有丰富的直流和低频成分，不便于提取同步信号；有的易于形成码间串扰……l由于矩形脉冲易于形成和变换，因此基带信号最常用的波形是矩形脉冲。

1.单极性不归零波形q信号脉冲的零电平和正电平分别对应着二进制代码0和1，其特点是极性单一，有直流分量，脉冲之间无间隔。另外位同步信息包含在电平的转换之中，当出现连0序列时没有位同步信息。

2.单极性归零波形q有电脉冲宽度小于码元宽度，每个有电脉冲在小于码元长度内总要回到零电平，所以称为归零波形。单极性归零波形可以直接提取定时信息。

3.双极性不归零波形q脉冲的正、负电平分别对应于二进制代码1、0，当0、1符号等可能出现时无直流分量。这样，恢复信号的判决电平为零值，因而不受信道特性变化的影响，抗干扰能力也较强。

4.双极性归零波形q每个码元内的脉冲都回到零点平，即相邻脉冲之间必定留有零电位的间隔。有利于同步脉冲的提取。

5.伪三进信号q原信号的“0”在信号中用零来表示，原信号的“1”用正负交替的归零脉冲来表示。01001011010v0t-v

5.差分波形q这种波形不是用码元本身的电平表示消息代码，而是用相邻码元的电平的跳变和不变来表示消息代码，图中，以电平跳变表示1，以电平不变表示0，当然上述规定也可以反过来。由于差分波形是以相邻脉冲电平的相对变化来表示代码，因此称它为相对码波形，而相应地称前面的单极性或双极性波形为绝对码波形。

6.多电平波形q上述各种信号都是一个二进制符号对应一个脉冲。实际上还存在多于一个二进制符号对应一个脉冲的情形。这种波形统称为多电平波形或多值波形。例如，若令两个二进制符号00对应+3E，01对应+E，10对应-E，11对应+3E，则所得波形为4电平波形，在高数据速率传输系统中，采用这种信号形式是适宜的。

二、基带数据信号的频谱特性（一）基带信号的一般表示式一般令代表二进制数据符号的“0”，表示代表“1”，码元的时间间隔为T。假设数据序列出现的“0”，“1”概率分别为P和1-P，且认为它们的出现彼此统计独立，则基带信号可表示为：（3-1-1）以概率P出现其中以概率1-P出现

图中，虽然基带信号是三角波，但实际上可以是任意的波形

（二）基带数据信号的功率谱密度（3-1-2）其中是数码速率，和傅里叶变换。分别是和的从式（3-1-2）可看出，随机数据序列的信号功率谱可能包括两个部分：连续谱和离散谱。对于连续谱而言，由于代表数字信息的g(t)及g(t)不能完全相同，故12G(f)≠G(f)，因而连续谱总是存在的；而离散谱是否存在，取决g(t)和121g2(t)的波形及其出现的概率p。

例3-1-1试求双极性归零码的功率谱密度。设“1”码概率P=1/2，脉冲宽度为，幅度为。g1(t)解：由题意A-?/20?/2t所以傅里叶变换为：将上式代入（3-1-2）（3-1-3）

当时，称为半占码，这时功率谱密度为：（3-1-4）例3-1-3试求“1”，“0”等概率出现的单极性归零码的功率谱密度。解：由题意P=1/2，代入（3-1-2），得（3-1-5）

(a)单极性码(b)单极性归零码

0图3-1-1单极性归零码的功率谱密度通过功率谱密度：1、大致可以掌握传输某一数据信号所需要的基带宽度；2、如何从数据信号的谱特性中提取接收端需要的码元信息。

三、基带传输波形的形成（一）基带数据的传输模型噪声发送滤波信道接收滤波均衡取样判决12图3-1-2基带数据传输系统模型图中是放送的数据序列，可以只有两个状态，也可以有多个状态，前后序列可以是独立的，也可以是不独立。图中用冲击脉冲来代表序列，则（3-1-6）

实际上，信源送出的、代表数据的电脉冲不是冲激冲，而是具有一定宽度的，可以认为是冲激脉冲经过一个加宽电路而得到的。噪声发送滤波信道接收滤波均衡取样判决12图3-1-2基带数据传输系统模型发送滤波器：限制信号的带宽。信道：各种形式的电缆接受滤波器：