通信原理讲稿read.doc

第五章 数字基带传输系统 5．1 引言 无调制解调器的数字传输系统为数字基带传输系统。实际工程中有此系统，数字基带系统中的许多概念及结论可应用于数字已调系统。 无线通信中一般需要用调制解调器，当终端机（用户）离收发信机较远时，则终端机与发射机之间、与接收机之间的传输系统应严格按照基带传输系统的有关原则来设计。 小范围计算机网（如室内），通过R232等接口芯片即可传输信息，无需严格按照基带传输设计原则来设计，信号在传输过程中基本无失真。 数字基带系统原理框图 码型编码：将信源或信源编码输出的码型（通常为单极性不归零码NRZ）变为适合于信道传输的码型。 发滤波器：将m(t)变为适合于信道传输的波形，如将m(t)中的高频成分滤掉，限制进入信道信号的带宽。 收滤波器：与发滤波器、信道相配合，使进入抽样判决器的信号无码间串扰，滤除带外噪声。 位同步器：提取位同步信号，cp(t)的频率等于码速率，上升沿与r(t)中信号的最大值对齐。 抽样判决器：再生数字基带信号，m3(t) 一般为NRZ码，可能有误码。 码型译码：使输出码型符合收终端的要求。 误码原因： 1）码间串扰 2）噪声 3）位同步信号相位抖动 等 本章研究内容： 基带信号码型、频谱，系统的频率特性，码间串扰 ，误码率，时域均衡 5．2 数字基带信号的码型 1. 二元码 几种常用的二元码波形如下图所示。 NRZ码用于终端设备及数字调制设备。 BNRZ码可以在电缆等无接地的传输线上传输，也用于数字调制器。 RZ码的脉冲宽度τ小于码元宽度Ts，即占空比τ/Ts小于1。RZ码中含有位定时信号分量。 NRZ(M)码及NRZ(S)码用来解决移相键控信号解调时的相位模糊问题。 BRZ码整流后含有丰富的位定时信息，便于提取位定时信号。 上述信号只适于设备内部及近距离传输，因为它们都含有丰富的低频成分乃至直流，不适应具有交流耦合的远距离信道传输。 2. 1B2B码 几种常用的1B2B码及其波形如下图所示。 数字双相码不会出现2个以上的连0或连1码，密勒码不会出现4个以上的连0或连1码，CMI码不会出现3个以上的连0或连1码，这些特点使它们具有自检错能力。 双相码具有丰富的位定时信息，在本地以太网中作为传输码型(双极性)。 密勒码用于气象卫星、磁记录及低速基带数传机。 CMI码为高次群(如SDH)光纤通信终端设备的接口码型(双极性)及低次群光纤通信的线路传输码型(单极性)。 3. 三元码 两种常用的三元码及其波形如下图所示。 HDB3码编码步骤如下。 ① 取代变换：将信码中4个连0码用取代节000V或B00V代替，当两个相邻的V码中间有奇数个1码时用000V代替4个连0码，有偶数个1码时用B00V代替4个连0码。信息代码中的其它码保持不变。 ② 加符号：对①中得到的1码、破坏码V及平衡码B加符号。原则是，V码的符号与前面第一个非0码的符号相同，1码及B码的符号与前面第一个非0码的符号相反。 AMI码波形及HDB3码波形都无直流且低频分量微弱，比较适合于基带信道传输。AMI码信号的正负电平交替出现、HDB3码信号中连0电平数最多为3，若接收信号破坏了上述规则说明传输过程中出现误码，因此这两种码型具有自检错能力。HDB3码连0个数最多为3，这对位定时信号的提取十分有利。 四次群以下的A律PCM终端设备的接口码型均为HDB3码。 4. 多元码(多进制码) 当M=2n时，一个M进制码元可以用n个二进制码元来表示。比如四进制代码-3、-1、1、3可以分别表示二进制代码00、01、11、10，右图表示它们之间的对应关系。 5．3 数字基带信号的频谱 二进制基带信号的时域表示 1、 相同波形随机序列 a n: 第n个符号对应的电平（1，0或1，-1） 2、 第n个码元的平均值为 s(t)的平均值——稳态项 交变项 例： V(t)为周期信号，具有离散谱。 U(t)为随机信号，具有连续谱。 二、二进制随机信号的功率谱密度 1、公式推导 用截短信号分析pu(ω) 当m=n时， 当m≠n时， 结论： 讨论 ⑴ 各符号意义 在数值上等于码速率。 P为“1”出现的概率 ， ⑵ 各项的物理意义： 为