《通信技术基础》课件_第5章 基带传输.pptx

5.1数字基带信号概述

5.2基带传输常用线路码型

5.3基带传输与码间干扰

5.4再生中继传输

5.5眼图;5.1数字基带信号概述;数字基带信号是指未经调制变换的信号,它的频谱一般从零开始。自然界存在大量的原本是数字形式的数据信息,如计算机数据代码,各业务领域涉及的测试、检测开关量等。如果将数字基带信号直接送入信道中传输,则称之为数字信号的基带传输。

5.1.1数字基带信号的一般表示形式

一般基带数据信号序列为随机信号,若令g1(t)代表二进制数据符号“0”,g2(t)代表二进制数据符号“1”,码元的宽度为T,则单极性全占空基带数据序列波形如图51所示。

数据信号序列可表示为;其中:

设数据序列出现“0”的概率为P,则出现“1”的概率为1-P。

5.1.2常见数字基带信号的波形

数字基带信号是数字消息序列的一种电信号表示形式,它是用不同的电位或脉冲来表示相应的数字消息的,其主要特点是功率谱集中在零频率附近。数字基带信号的波形和码型有很多,但是它们的基本信号单元都采用矩形脉冲。现在我们以矩形脉冲组成的基带信号为例,介绍几种最基本的基带信号码波形。

1.单极性不归零码

单极性不归零码(NRZ码)如图52所示,它用高电平表示二进制符号“1”,用低电平表示二进制符号“0”,在一个码元时隙内电平维持不变,即占空比。

;2.单极性归零码

单极性归零码(RZ码)如图53所示,代表二进制符号“1”的高电平在整个码元时隙持续一段时间后要回到低电平,即占空比,通常占空比取50%。

;5.1.3常见数字基带信号的频谱特性和特点

随机数据信号的功率谱可能包括两个部分:连续谱和离散谱。连续谱总是存在的,而离散谱在某些情况下可能没有。图56画出了几种常见数字基带信号的功率谱密度,图中用箭头表示离散线谱。可见,脉冲宽度越宽,其能量集中的范围就越小;反之,能量集中的范围就越大。;图5-6(a)为单极性全占空脉冲序列功率谱,对应单极性不归零码。由功率谱可知单极性不归零码的特点:

(1)含有直流成分,低频成分丰富。

(2)功率谱中不含时钟成分,不能提取时钟信号。

(3)该码流无规律,无误码自动检测能力。

图5=6(b)为单极性半占空脉冲序列功率谱,对应单极性归零码。由功率谱可知单极性归零码中含有时钟信息,其他特性与单极性不归零码相同。图5-6(c)为双极性全占空脉冲序列功率谱,对应双极性不归零码。由功率谱可知双极性不归零码的特点:

(1)当二进制符号序列中的“1”和“0”等概率出现时,序列中无直流分量。

(2)判决电平为0,其容易设置且稳定,抗噪声性能好。

(3)序列中不含位同步信息。

(4)码流无规律,无误码自动检测能力。

图5-6(d)为双极性半占空脉冲序列功率谱,对应双极性归零码。双极性归零码的优缺点与双极性不归零码相近,但应用时只要在接收端加一级整流电路就可将序列变换为单极性归零码,相当于包含了位同步信息。;5.2基带传输常用线路码型;5.2.1基带传输对线路码型的要求

基带信号是代码的一种电的表示形式,在实际的基带传输系统中,并不是所有的基带波形都能在信道中传输。例如,含有丰富直流和低频成分的基带信号就不适合在信道中传输,因为它有可能造成信号严重畸变,前面介绍的单极性基带波形就是一个典型例子。再例如,一般基带传输系统都从接收到的基带信号流中提取定时信息,而定时信息又依赖于代码的码型,如果代码出现长时间的连续符号,则基带信号可能会长时间出现0电位,从而影响定时系统的准确性。线路码型取决于实际信道的特性和系统工作的条件,在较为复杂的基带传输系统中,线路码型应具有下列主要特性:

(1)对直流或低频受限信道,无直流分量,且低频分量少。

(2)便于从接收码流中提取定时信号。

(3)信号中高频分量尽量少,以节省传输频带并减少码间串扰。

(4)码型具有一定的检错能力。

(5)不受信息源统计特性的影响,即能适应信息源的变化。

(6)编译码设备要尽可能简单。;5.2.2常见基带传输码型

1.传号交替反转码

传号交替反转码(AMI)码的编码规则是:编码时将原二进制信息码流中的“1”用交替出现的正、负电平(+1码、-1码)表示,“0”用0电平表示。在AMI码的输出码流中总共有三种电平出现,但并不代表三进制,它又可归类为伪三元码,占空比AMI码编码示意图如图5-7所示。

AMI码的优点主要有以下两点:

(1)功率谱中无直流分量,低频分量较小。

(2)利用传号时是否符合极性交替的原则来检测误码。

AMI码的主要缺点是:当信息流中出现长连“0”码时,AMI码中无电平跳变,会丢失定时信息。;2.三阶高密度双极性码

三阶高密度双极性码(HDB3)码保持了AMI码的优点并克服了AMI