第5章数字基带传输系统.pptx

5.1 数字基带传输概述 5.2 数字基带信号及其频谱特性 5.3 基带传输的常用码型 5.4 基带脉冲传输与码间串扰 5.5 无码间串扰的基带传输特性 5.6 无码间串扰基带系统的抗噪声性能 5.7 眼图 5.8 均衡技术 5.9 部分响应系统; 第5 章 数字基带传输系统?;因为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； 因为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； 因为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 5 -1???字基带传输系统;它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。另外信道还会进入噪声。 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。 ;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。而用来抽样的位定时脉冲则依靠同步提取电路从接收信号中提取，位定时的准确与否将直接影响判决效果。 ;图5-2 基带系统个点波形示意图;在上例中，第4个码元发生误码，误码的原因之一是信道加性噪声，之二是传输总特性（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。此时，实际抽样判决值不仅有本码元的值，还有其他码元在该码元抽样时刻的串扰值及噪声。显然，接收端能否正确恢复信息，在于能否有效地抑制噪声和减小码间串扰。 ;5.2 数字基带信号及其频谱特性;图 5 –3 几种常见的基带信号波形;1. 单极性不归零波形 特点是极性单一，有直流分量，脉冲之间无间隔。另外位同步信息包含在电平的转换之中，当出现连0序列时没有位同步信息。 2. 双极性不归零波形 特点是无直流分量。这样，恢复信号的判决电平为 0，因而不受信道特性变化的影响，抗干扰能力也较强。故双极性波形有利于在信道中传输。 3. 单极性归零波形 单极性归零波形可以直接提取定时信息，是其他波形提取位定时信号时需要采用的一种过渡波形。;4. 双极性归零波形 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。 5. 差分波形  由于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。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。  6. 多电平波形 是多于一个二进制符号对应一个脉冲的情形，适合于高数据速率传输系统。;第n个信息符号所对应的电平值(0、1或-1、1等) ，由信码和编码规律决定；;5.2.2 基带信号的频谱特性 通过谱分析，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。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号中提取定时信号。  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。 ;图 5 –4 随机脉冲序列示意波形;稳态波v(t)是随机序列s(t)的统计平均分量，它取决于每个码元内出现g1(t)、g2(t)的概率加权平均，且每个码元统计平均波形相同。;(5.2 - 9);(5.2 - 13);2. u(t)的功率谱密度Pu(f);(5.2 - 19);交变波的的功率谱Pu(f)是连续谱，它与g1(t)和g2(t)的频谱以及出现概率P有关。根据连续谱可以确定随机序列的带宽。 ;(5.2 - 26);[例5–1] 对于单极性波形：若设;(1);图 5 –5 二进制基带信号的功率谱密度 ;(2);(5.2 – 30);随机序列的带宽主要依赖单个码元波形的频谱函数G1(f)或G2(f)，两者之中应取较大带宽的一个作为序列带宽。时间波形的占空比越小，频带越宽。通常以谱的第一个零点作为矩形脉冲的近似带宽，它等于脉宽τ的倒数，即Bs=1/τ。 不归零脉冲的τ=Ts，则Bs=fs；半占空归零脉冲的τ=Ts/2，则Bs=1/τ=2fs。 单极性基带信号是否存在离散线谱取决于矩形脉冲的占空比，单极性归零信号中有定时分量，可直接提取。单极性不归零信号中无定时分量，若想获取定时分量，要进行波形变换。0、1等概的双极性信号没有离散谱，也就是说无直流分量和定时分量。 ;研究随机脉冲序列功率谱的意义： 可以根据它的连续谱来确定序列的带宽；