通信原理-第4章-数字基带传输系统课稿.ppt

引 言 一、什么是数字基带信号？ （1）基带信号：消息代码的电波形。 （2）数字：具有有限个电平状态。 二、什么是数字基带传输系统？ （1）含义：不使用调制解调器而直接传输数字基带信号的通信系统。如利用电传机在市内进行电报通信、利用中继方式长距离传输PCM信号等。 （2）数字基带传输系统的基本结构（模型）： （3）各部分功能： 6）多进制波形（略） HDB3码译码规则： 由相邻两个同极性码找出V码，同极性码中的后面那个码为破坏符号V ； 由V向前数第三个码如果不是零码，表明它是B码； 把V码和B码去掉以后留下来的全是信码。 HDB3码字： -1 0 0 0 –1 +1 0 0 0 +1 -1 +1 -1 0 0 –1 +1 -1 译码1： -1 0 0 0 –V +1 0 0 0 +V -1 +1 -B 0 0 –V +1 -1 译码2： -1 0 0 0 0 +1 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 +1 -1 代码： 　 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 脉冲波形的选择 矩形缺点：功率谱密度在第一个零点以后，还有不少能量（有拖尾），如果信道带宽限制在0到第一个零点范围内，则会引起波形传输的较大失真； 实际用于传输的波形往往要求功率谱密度更多能量集中在第一个零点之内，而第一个零点之外的拖尾很小，而且衰减的速度很快。 升余弦与矩形功率谱密度比较 二进制随机序列功率谱密度的工程意义 【例】单极性波形的功率谱。 对于单极性波形：若设g1(t)=0，g2(t)=g(t)，则随机脉冲序列的双边功率谱密度为 P=1/2时 讨论2种情况： （1）若表示“1”码的波形g2(t)=g(t)为不归零矩形脉冲 随机序列的带宽取决于连续谱，实际由单个码元的频谱函数G(f )决定，一般取该频谱的第一个零点处 单极性不归零矩形信号的带宽为B=f b 单极性半占空归零信号的带宽为B=2f b 结 论： 4.3 数字基带信号传输与码间串扰 4.3.1 数字基带系统的工作原理 码间串扰（ ISI ）的定义 由于信道特性不理想，波形失真比较严重时，可能出现前面几个码元的波形同时串到后面，对后面某一个码元的抽样判决产生影响。这种影响就叫做码间串扰（码元符号间干扰）。即前面其它码元对当前码元抽样值的影响。 4.4 无码间串扰的基带传输特性 4.4.1 消除ISI的基本思想 两种可能： （1）通过各项互相抵消使等式为0； （2） 4.4.2 无ISI的时域条件 如果满足 的数学含义与工程应用 将H (f )在频率轴上以fs为周期展开并叠加，如果叠加后的结果为常数（不必一定为T S），则无码间串扰，否则就有码间串扰。 上式没有要求在整个频率轴上叠加后的结果均为常数，事实上只需检验在?f ??f s /2范围内是否满足上述条件即可。（作用区间） 频域条件不象时域条件有明确的物理意义，但使用极为方便。（工程意义） 讨论一 f s2W（码元速率数值上大于两倍系统带宽） 结论：当码元速率大于基带传输系统带宽的两倍时，无法得到一个无码间串扰的系统，或者说无法设计一个无码间串扰的信号波形。 讨论二 f s = 2W（码元速率等于两倍系统带宽） 结论：唯一可能的传输函数为 讨论三 f s2W（码元速率小于两倍系统带宽） 结论：多个H (f )重叠相加的结果，就有可能 使 的条件得以满足。 余弦滚降特性 ?=0时，就是理想低通特性； ?=1时，是实际中常采用的升余弦频谱特性，这时，H(f)可表示为 小结 输入序列若以fs的速率进行传输时，所需的最小传输带宽为fs/2(Hz)。这是在抽样时刻无码间串扰条件下，基带系统所能达到的极限情况。 奈奎斯特带宽： fs/2(Hz) 奈奎斯特速率：给定基带系统带宽为W时，则该系统无码间串扰的最高传输速率为2W(波特)。 基带系统所能提供的最高频带利用率为?=2波特／赫 当码元速率小于奈奎斯特速率时，判断基带传输系统在抽样时刻是否无码间串扰的条件为(奈奎斯特第一准则)　 　　　　　　　　 若某基带传输系统在码元速率为fs波特时无码间串扰，则当码元速率为fs/n时也无码间串扰，其中n为整数. 思考题（三）