第5章 基带数字信号的传输.ppt

第5章 基带数字信号的传输  5.1基带数字信号波形与频谱5.2 数字基带传输系统5.3 实线上的基带传输 5.1基带数字信号波形与频谱 5.1.1基带数字信号的常用典型码型 传输码型的选择，主要考虑以下几点：码型中低频、 高频分量尽量少；码型中应包含定时信息， 以便定时提取；码型变换设备要简单可靠；码型具有一定检错能力，若传输码型有一定的规律性，则就可根据这一规律性来检测传输质量，以便做到自动监测。 编码方案对发送消息类型不应有任何限制， 适合于所有的二进制信号。 这种与信源的统计特性无关的特性称为对信源具有透明性；低误码增值；高的编码效率。 它们常用码型有： 单极性不归零(NRZ)码；双极性不归零(NRZ) 码；单极性归零(RZ)码；双极性归零(RZ)码；差 分码；交替极性码(AMI)；三阶高密度双极性码 (HDB3)； 双相码； Miller码；信号反转码(CMI)； DMI码等。 1. AMI码 AMI码的全称是交替极性码。这是一种将消息代码0（空 号）和1（传号）按如下规则进行编码的码： 代码的0仍 变换为传输码的0， 而把代码中的1交替地变换为传输码 的+1， -1， +1， -1， … 例如： 消息代码： 100 1 1000 1 1 1… AMI码： +100 -1 +1000 -1 +1 -1…。 由于AMI码的传号交替反转， 因此由它决定的基带信号遵循正负脉冲交替， 而0电位保持不变的规律。 由此看出， 这种基带信号无直流成分， 且只有很小的低频成分， 因而它特别适宜在不允许这些成分通过的信道中传输。 由AMI码的编码规则看出， 它已从一个二进制符号序列变成了一个三进制符号序列， 而且也是一个二进制符号变换成一个三进制符号。图 5.1(b) 给出AMI码的编码波形。 2. 三阶高密度双极性(HDB3)码 HDB3码就是一系列高密度双极性码(HDB1、 HDB2、HDB3等)中最重要的一种。其编码原理是 这样的：先把消息变成AMI码，然后检查AMI的 连“0”情况，当无3个以上连“0”串时，则这时的 AMI码就是HDB3码。当出现4个或4个以上连“0” 情况，则将每4个连“0”小段的第4个“0”变换成“１” 码。这个由“0”码改变来的“１”码称为破坏脉冲(符 号)，用符号V表示，而原来的二进制码元序列中 所有的“１”码称为信码，用符号B表示。图 5.1(c) 给出HDB3码的编码波形。 下面①、②、③分别表示一个二进制码元序列、相应的AMI码以及信码B和破坏脉冲V的位置。 ① 代码： 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 ② AMI码：0 +1 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 0 -1 0 +1 0 ③ B和V：0 B 0 0 0 V B B 0 0 0 V 0 B 0 B 0 ④ B′： 0 B+ 0 0 0 V+ B- B+ 0 0 V- 0 B+ 0 B- 0 ⑤ HDB3： 0 +1 0 0 0 +1 –1 +1 -1 0 0 -1 0 +1 0 -1 0 HDB3编码的步骤可归纳为以下几点： ① 从信息码流中找出四连“0”，使四连“0”的最后一个“0”变为“V”(破坏码)。 ② 使两个“V”之间保持奇数个信码B，如果不满足，使四连“0”的第一个“0”变为补信码B′，若满足，则无需变换 ③ 使B连同B′按“+1”、 “-1”交替变化，同时V也要按“+1”、“-1”规律交替变化，且要求V与它前面的相邻的B或者B′同极性。 其解码的步骤为： ① 找V，从HDB3码中找出相邻两个同极性的码元，后一个码元必然是破坏码V。 ② 找B′，V前面第三位码元如果为非零，则表明该码是补信码B′。 ③ 将V和B′还原为“0”，将其他码元进行全波整流， 即将所有“+1”、 “-1”均变为“1”， 这个变换后的码流就是原信息码。 3. 传号反转(CMI)码 CMI是传号反转（Coded Mark Inversion）码。其编码规则是： 当为“0”码时，用01表示，当出现“1”码时，交替用00和11表示。图 5.1(d) 给出CMI码的编码波形。它的优点是没有直流分量，且有频繁出现波形跳变，便于定时信息提取，具有误码监测能力。CMI码同样有因极性反转而引起的译码错误问题。 5.1.2 基带波形变换方法 如欲从全宽码波形变换为归零码波形，只需使用与门，让单极性全宽码和定时信号加上与门的输入端