第三节基带数字信号的再生中继传输一.ppt

第六章 数字信号的传输 数字信号的传输方式可分为基带传输和频带传输。所谓基带传输就是编码处理后的数字信号（此信号叫基带信号）直接在电缆信道中传输；而频带传输则是将基带信号的频带搬到适合于光纤、无线信道传输的频带上再进行传输。 第一节 数字信号基带传输的基本理论 第二节 基带传输的线路码型 第三节 基带数字信号的再生中继传输 第四节 再生中继传输性能的分析 第五节 数字信号的频带传输 第一节 数字信号基带传输的基本理论 一、 数字信号波形与功率谱 数字信号波形的种类很多，其中较典型的是二进制矩形脉冲信号，它可以构成多种形式的信号序列，如图6.1所示。 该频谱图表明，矩形脉冲信号的频谱函数分布于整个频率轴上，而其主要能量集中在直流和低频段。 二、 基带传输系统的构成 基带数字信号所占的频带都是从直流或零频开始的某一段频带。 三、 数字信号传输的基本准则（无码间干扰的条件） 1. 无码间干扰的时域条件（不考虑噪声干扰） 此波形的特点为： （1）t=0时有输出最大值，且波形出现拖尾，其拖尾的幅度是随时间而逐渐衰减的； (2) 其响应值在时间轴上具有很多零点。第一个零点是±1/2fc，以后各相邻零点的间隔都是1/2fc（fc是理想低通的截止频率）。 对于等效成截止频率为fc的理想低通网络来说，若数字信号以2fc的符号速率传输，则在各码元的间隔处（即TB=1/2fc的整数倍处）进行抽样判决，不产生码间干扰，可正确识别出每一个码元。 2. 理想基带传输系统 理想基带传输系统有以下三个主要特点： (1)输出响应波形R(t)在抽样判决点（识别点）上无码间干扰； (2) 达到最高传输效率。 (3) 在给定发送信号能量和信道噪声条件下，在抽样判决点上能给出最大信噪比（此处只给出结论，公式推导从略）。 3. 滚降低通传输网络 第二节 基带传输的线路码型 一、 对基带传输码型的要求 1. 传输码型的功率谱中应不含直流分量，同时低频分量要尽量少 满足这种要求的原因是PCM端机、再生中继器与电缆线路相互连接时，需要安装变量器，以便实现远端供电（因设置无人站）以及平衡电路与不平衡电路的连接。 2. 传输码型的功率谱中高频分量应尽量少 这是因为一条电缆中包含有许多线对，线对间由于电磁感应会引起串话，且这种串话随频率的升高而加剧。 3. 便于定时时钟的提取 传输码型功率谱中应含有定时钟信息，以便再生中继器或接收端能提取必需的定时钟信息。 4. 传输码型应具有一定的检测误码能力 数字信号在信道中传输时，由于各种因素的影响，有可能产生误码：若传输码型有一定的规律性，那么就可根据这一规律性来检测是否有误码，即做到自动监测，以保证传输质量。 5. 对信源统计依赖性最小 信道上传输的基带传输码型应具有对信源统计依赖最小的特性，即对信源经信源编码后，直接转换的数字信号的类型不应有任何限制（例如“1”和“0”出现的概率及连“0”多少等）。 6. 要求码型变换设备简单、易于实现 由信息源直接转换的数字信号不适合于直接在电缆信道中传输（原因见后），需经码型变换设备转换成适合于传输的码型，要求码型变换设备要简单、易于实现。 二、 常见的传输码型 1. 单极性不归零码 （即NRZ码） 由图可见，单极性不归零码有如下缺点： （1） 有直流成分，且信号能量大部分集中在低频（占空比越大，信号能量越集中在低频部分）。 （2） 提取时钟fB困难。 （3） 无检测误码能力，因传输码型无规律。 2. 单极性归零码（即RZ码） 3. 传号交替反转码（AMI码） 从AMI码的功率谱中可以看出它有以下优点： （1） 无直流成份，低频成份也少（由于AMI码的传号码极性交替反转），有利于采用变量器进行远供电源的隔离，而且对变量器的要求（如体积）也可以降低。 （2） 高频成份少。这不仅可节省传输频带、提高信道利用率，同时也可以减少电磁感应引起的串话。 （3） 码型功率谱中虽无fB定时钟频率成份，但经全波整流，可将AMI码变换成单极性半占空码，就会含有定时钟fB成份（见图6.14），便可从中提取定时钟成份。 （4） AM1码具有一定的检错能力。 4. 三阶高密度双极性码（HDB3码） HDB3码编码规则如下： （1） 进码序列中的“0”码在HDB3码中原则上仍编为“0”码，但当出现4个连“0”码时，用取代节000V或B00V代替。 （2） 取代节的安排顺序是：先用000V，当它不能用时，再用B00V。 ① 各取代节之间的V码要极性交替出现。 ② V码要与前一个传号码的极性相同。 （3） HDB3码序列中的传号码（包括“1”码、V码和B码）除V码外要满足极性交替出现的原则。 5. 传号反转码（CMI码） 三、 传