通信系统建模与仿真（基于MWORKS） 课件 第5章 数字信号基带传输.pptx

数字信号基带传输课程代码：XXXXXXXX主讲人：李伟

数字基带信号传输与码间串扰03目录CONTENTS概述0102数字基带信号的码型

概述01

信号1.信号的概念我们常把从外界获取到的各种有意义的消息称为信息。而什么是信号呢？信号是反映信息的各种物理量，是系统直接进行加工、变换以实现通信的对象。信号是信息的表现形式，信息是信号的具体内容；信号是信息的载体，通过信号传输信息。在《信号与系统》课程中，信号是传输有关一些现象的行为或属性的信息的函数。如果抽象地来谈信号，其实它就是数学上的函数的概念，通常这个函数的自变量是时间或者位置。

信号2.信号的分类（1）按照信号的连续性，其可分为连续信号和离散信号。连续信号就是在连续时间内都有定义的信号，即对于任意时间值（除若干不连续点外）都可以给出确定的函数值。离散信号即仅在一些离散的瞬间才有定义的信号，在其他时间上没有定义。（2）按照能否用确切的时间函数表示，信号可分为确定信号和随机信号。确定信号可以表示为确定的时间函数，即其在任意时刻的值都能精确确定。随机信号不能用确定的时间函数表示，即其在任意时刻的值都不能精确确定，它在任意时刻的值都具有不确定性，我们只可能知道它的统计特性。（3）按照是否具有周期性，信号可分为周期信号和非周期信号。周期信号是指每隔一定时间，按相同规律重复变化的信号；非周期信号是不具有周期性的信号。

信号2.信号的分类（4）按照总能量是否有限，信号可分为能量信号和功率信号。信号能量的计算公式如下：能量W为有限值的信号称为能量信号，能量信号具有零平均功率。信号平均功率的计算公式如下：平均功率为有限值而信号总能量为无限值的信号称为功率信号，功率信号具有无限大能量。一个信号可以既不是能量信号也不是功率信号，但不可能即是能量信号又是功率信号。因为能量信号具有零平均功率，功率信号具有无限大能量。（5）按照维数的不同，信号可分为一维信号和多维信号。可以表示为一个变量的信号称为一维信号；可以表示为多个变量的信号称为多维信号。

数字基带信号1.数字基带信号在数字通信系统中，来自数据终端的原始数据信号，如计算机输出的二进制序列、电传机输出的代码等，往往包含了丰富的低频分量甚至直流分量，这些未经调制的数字信号的频谱一般都是在零频和零频附近开始的，故我们一般将其称为数字基带信号。2.数字信号基带传输在某些具有低通特性的有线信道（如双绞线、电缆）中，当传输距离不太远时，数字基带信号可以不经调制直接进行传输，这种方式称为数字信号基带传输，基带传输是最基本的数据传输方式。目前数字信号一般都使用基带传输。基带传输方式不适合语言和图像等信息，故目前一般用来作为基带网络的布局，如控制局域网等。基带传输要求传输的距离不能太远，一般不超过25千米，且传输质量会随着传输距离的增长而线性降低。

数字基带传输系统的构成数字基带传输系统的结构如图5-1所示。系统的传输函数为H(ω)=GT(ω)C(ω)GR(ω)n(t)为信道内的噪声。系统主要由脉冲形成器、发送滤波器、信道、接收滤波器和采样判决器等组成。图5-1数字基带传输系统

数字基带传输系统的构成1.脉冲形成器脉冲形成器的输入是计算机输出的二进制序列或者电传机输出的代码等经过转换后的二进制脉冲序列，用{dk}表示。脉冲形成器可以把二进制序列转化成适合信道传输的码型，并提供同步定时信息，使信号适合信道传输，保证同步工作的顺利进行。脉冲形成器产生的波形由波形参数振幅、脉冲宽度、周期和相位延迟决定。一个好的脉冲形成器可以按固定间隔生成方波脉冲。

数字基带传输系统的构成按照输出信号特性和工作原理，脉冲形成器可分为以下三类：（1）恒幅脉冲形成器：输出脉冲幅度保持恒定不变，可以根据需要调整脉冲宽度和重复频率。（2）变幅脉冲形成器：输出脉冲幅度可以随时间调整，可用于模拟各种非线性系统中的信号。（3）多通道脉冲形成器：可以同时生成多个不同相位和幅度的脉冲信号，常应用于通信、雷达等领域。在虚拟仿真建模中，我们可能不方便直接模拟一个脉冲形成器，故可以使用一个随机数生成器加以替代。先用随机数生成器生成一系列二进制信号，用信号转换器将随机生成的二进制信号转换成数字信号，即可获得一个随机脉冲序列。

数字基带传输系统的构成2.发送滤波器滤波是指对特定频率进行有效提取，并对提取出的部分进行特定处理（增益，衰减，滤除）。传统的滤波器只有滤波的功能，而当今的滤波器，特别是音频领域内的大部分滤波器，既有滤波的基础功能，又有信号放大的能力。在信号领域内，滤波器分为无源滤波器和有源滤波器。有源滤波器是由集成运放和RC网络构成的，由于集成运放的增益和输入阻抗都很高，且输出阻抗又很低，故有源滤波器还兼有放大信号的作用。

数字基带传输系统的构成发送滤波器又称脉冲成形滤波器，用以配合