【2017年整理】数字通信原理3数字信号基带传输系统.ppt

3.1 数字基带传输系统概述 3.2 数字基带信号脉冲波形及码型 3.3 基带信号的功率谱计算 3.4 基带传输常用码型 3.5 基带脉冲传输与码间串扰 3.6 无码间串扰的基带传输特性 3.7 无码间串扰基带系统的抗噪声性能 3.8 部分响应系统 3.9 眼图 3.10 均衡技术 学习重点 本章思考;1、数字通信系统中两个重要变换： 消息（离散的或连续的）与数字基带信号间的变换。 （由发收终端设备完成） ;2、数字基带信号： 数字基带信号是从计算机中直接产生的，未经任何处理的二进制（或多进制）的脉冲序列信号。 基带信号往往包含丰富的低频分量，甚至直流分量。;1、数字数字基带传输： 数字基带传输是在具有低通特性的有线信道中，特别是传输距离不太远的情况下，直接传输基带信号。;虽然在实际应用中，基带传输不如频带传输广泛，但仍然研究的原因： 在利用对称电缆构成的近程数据通信系统广泛采用了这种传输方式； 基带传输系统的许多问题也是频带传输系统必须考虑的问题； 任何一个采用线性调制的频带传输系统可等效为基带传输系统来研究。;图 3.1 –1 数字基带传输系统;（1）信道信号形成器;信道是允许基带信号通过的媒质，通常为有线信道，如市话电缆、架空明线等。 信道的传输特性通常不满足无失真传输条件，甚至是随机变化的。 信道还会进入噪声。在通信系统的分析中，常常把噪声n(t)等效，集中在信道中引入。 ;（3） 匹配滤波器、均衡器;抽样判决器在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。;图3.1-2 基带系统个点波形示意图;在图3.1-2中，第4、5个码元发生误码。误码的原因： 信道加性噪声 传输总特性（包括收、发滤波器和信道的特性）不理想引起的波形延迟、展宽、拖尾等畸变，使码元之间相互串扰。;3.1.3 基带数字信号的要求;误码扩散少,一个信号出错不延伸到其他信号。;3.2 数字基带信号波形及码型;1、矩形脉冲（重点）;3.2.1数字基带信号常见波型;图3.2-2 矩形脉冲频谱图;2、 三角波;3.2.1数字基带信号常见波型;ω;3.2 数字基带信号波形及码型;3.2.2 数字基带信号常见码型;1、 单极性不归零码（NRZ）;二进制信号; 极性单一 有直流分量（波形的电平平均值不为0） 脉冲之间无间隔(脉冲宽度=码元宽度） 判决电平为0.5E; “1”码;1; 无直流分量 脉冲之间无间隔 信号的判决电平为0 抗干扰能力较强;3、 单极性归零码;1; 码元间隔明显:有利于同步时钟提取 脉冲窄:有利于减少码元间波形干扰 码元能量小、抗干扰能力差; “1”码;-E; 双极性归零码除了具有双极性不归零波形的特点外，还有利于同步脉冲的提取。 ;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。例如：;绝对二进制码：1 0 1 1 1 0 0 1 1 0; an:输入码;输入码an: 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1; 用差分波形传送代码可以消除设备初始状态的影响，特别是在相位调制系统中用于解决载波相位模糊问题。;脉冲波形的取值不是两值或三值，而是多值的。每种脉冲值代表N位二元代码。 例如4进制电平脉冲，码元有0，1，2，3。每种值代表N=log2M=log24=2位二元码。+3E对应00，+E对应01， -E对应10， -3E对应11。;0 0 1 0 1 1 0 0 0 1; 携带信息量大：适合于高数据速率传输系统 提高了系统的频带利用率：M元码传输所需信道频带降为二元码的1/n倍,频带利用率提高为n倍。(n=log2M) 抗干扰能力差：信息能量相同的情况下，抗干扰能力比二进制差。;本 节 思 考; 数字基带信号是随机的脉冲序列，没有确定的频谱函数，所以只能用功率谱来描述它的频谱特性。由随机过程的相关函数去求随机过程的功率(或能量)谱密度比较复杂。一种比较简单的方法是以随机过程功率谱的原始定义为出发点，求出数字随机序列的功率谱公式。 ; 通过频谱分析，可以了解信号需要占据的频带宽度，所包含的频谱分量，有无直流分量，有无定时分量等。（重点掌握） 这样，才能针对信号谱的特点来选择相匹配的信道，以及确定是否可从信