[信息与通信]第5章 数字基带传输系统.ppt

西 北 工 业 大 学 2011.2 第5章 数字基带传输系统 从本章起，侧重讨论数字通信的基本原理及有关技术问题。 5.1 引 言 数字基带信号: 未经调制的数字信号，它所占据的频谱是从零频或很低频率开始的。 数字基带传输系统：不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统，常用于传输距离不太远的情况下。 研究数字基带传输系统的原因： ●近程数据通信系统中广泛采用 ●基带传输中包含频带传输的许多基本问题：如果把调制与解调过程看作是广义信道的一部分，则任何数字传输系统均可等效为基带传输系统。 基带传输系统模型： 5.2 数字基带信号 传输码的码型选择原则 （1）不含直流，且低频分量尽量少； （2）应含有丰富的定时信息，以便于从接收码流中提取定时信号； （3）功率谱主瓣宽度窄，以节省传输频带； （4）不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化； （5）具有内在的检错能力，即码型应具有一定规律性，以便利用这一规律性进行宏观监测。 （6）低误码增殖。 （7）编译码简单，以降低通信延时和成本。 满足或部分满足以上特性的传输码型种类很多，下面将介绍目前常用的几种。 5.2.2 数字基带信号的常用码型 1、单极性非归零波形(NRZ) 2、双极性非归零波形(NRZ) 特点： ① 可能无直流分量。易于传输。 ② 波形之间无间隔。 ③ 不能直接提取同步信息。 ④ 抗噪性能好：判决门限为0，易设置且稳定。 ⑤ 无需一端接地。 ⑥发送能量大，有利于提高接收端信噪比。 ⑦在信道上占用频带较窄。 3、单极性归零（RZ）波形 4、双极性归零（RZ）波形 5、差分波形(相对码波形) ---利用相邻码元的电平变化传递信息。 规则： 遇“1”相邻码元电平变化； 遇“0”相邻码元电平不变化。 －－（反之亦可） 特点： （1）无直流分量和仅有小的低频分量； （2）若接收端收到的码元极性与发送端的完全相反，也能正确判决。 （3）易于检错（极性交替否？）； （4）编、译码简单； （5） 二电平→三电平－－1B/1T码； （6）当出现长的连0串时，不利于定时信息的提取。 HDB3码特点： 1）无直流分量、低频分量小； 2）连0串不会超过3个，对定时信号的恢复十分有利； 3）编码复杂，译码简单。 8、Manchester码----1B2B －－又称双相码、分相码。每个码元用两个连续极性相反的脉冲来表示。如: 编码规则： 1 → 1 0 0 → 0 1 差分双相码： ●为了解决双相码因极性反转而引起的译码错误，可以采用差分码的概念。 ●双相码是利用每个码元持续时间中间的电平跳变进行同步和信码表示（由负到正的跳变表示二进制“0”，由正到负的跳变表示二进制“1”）。 ●而在差分双相码编码中，每个码元中间的电平跳变用于同步，而每个码元的开始处是否存在额外的跳变用来确定信码。有跳变则表示二进制“1”，无跳变则表示二进制“0”。 9、密勒码（Miller）码----1B2B －－又称延迟调制码。是双相码的一种变形。 例：{an}： 1 0 1 1 0 1 CMI： 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 12、多电平波形 5.2.3 数字基带信号的频谱特性不同形式的数字基带信号具有不同的频谱结构。分析信号频谱特性目的：针对信号的谱特性，设计或选择信道，以利于信号方便通过。或反之。对象：二进制随机脉冲序列。注： ●组成基带信号的单个码元波形并非一定是矩形。根据实际需要，可以有多种多样，比如升余弦脉冲、高斯脉冲等－－信息符号并不是与唯一的基带波形相对应。 消除码间串扰的基本思想： 合理构建H(ω)，使得系统冲激响应h(t) 在Tb+ t0、2Tb+t0等后面码元抽样判决时刻上正好为0，就能消除码间串扰，如图（b）。此即 后续分析思路---将码干和噪声分开考虑： ● n(t)=0（无噪声）→设计H(ω)→分析码干 ●无码干 →分析Pe 5.4 无码间串扰的基带传输系统5.4.1 无码间串扰的时域条件 证明：式（5.4.1）所给出的无码间串扰条件是针对第j个码元在t=jTb+t0时刻进行抽样判决得来的。t0是一个时延常数。为了分析简便起见，假设t0=0，这样无码间串扰的条件变为 显见，其满足系统无码间串扰的频域条件，是仅有i=0项的特例。从时域更易理解，此时系统冲激响应 1、分析模型及抽判点信号特征 5.6 部分响应系统 引言 问题：