(完整版)数字通信原理与技术(王兴亮)第-4-章--数字信号的基带传输.ppt

第4章数字信号的基带传输4.1数字基带信号(5)编码方案对发送消息类型不应有任何限制，适合于所有的二进制信号。这种与信源的统计特性无关的特性称为对信源具有透明性；
(6)低误码增殖；
(7)高的编码效率。图4–1数字基带信号码型
单极性(NRZ)码；
(b)双极性(NRZ)码；
(c)单极性(RZ)码；
(d)双极性(RZ)码；
(e)差分码；
(f)交替极性码(AMI)；
(g)三阶高密度双极性码(HDB3)；
(h)分相码；
(i)信号反转码(CMI)1.单极性不归零(NRZ)码2.双极性不归零(NRZ)码3.单极性归零(RZ)码
如图4-1(c)所示。在传送“1”码时发送1个宽度小于码元持续时间的归零脉冲；在传送“0”码时不发送脉冲。其特征是所用脉冲宽度比码元宽度窄，即还没有到一个码元终止时刻就回到零值，因此，称其为单极性归零码。脉冲宽度τ与码元宽度Tb之比τ/Tb叫占空比。单极性RZ码与单极性NRZ码比较，除仍具有单极性码的一般缺点外，主要优点是可以直接提取同步信号。此优点虽不意味着单极性归零码能广泛应用到信道上传输，但它却是其它码型提取同步信号需采用的一个过渡码型。即它是适合信道传输的，但不能直接提取同步信号的码型，可先变为单极性归零码，再提取同步信号。4.双极性归零(RZ)码

5.差分码

6.交替极性码(AMI)7.三阶高密度双极性码(HDB3)(1)B码和V码各自都应始终保持极性交替变化的规律，以便确保编好的码中没有直流成分。
(2)V码必须与前一个码(信码B)同极性，以便和正常的AMI码区分开来。如果这个条件得不到满足，那么应该在四个连“0”码的第一个“0”码位置上加一个与V码同极性的补信码，用符号B′表示。此时B码和B′码合起来保持条件(1)中信码极性交替变换的规律。8.分相码

9.传号反转码(CMI)

10.多进制码4.1.2数字基带信号功率谱从(4-3)式我们可以得出如下结论：只有连续谱和直流分量。同理，当P=1/2时，图4-1(b)双极性信号的谱密度为根据信号功率的90%来定义带宽B，则有4.1.3码型变换的基本方法2.布线逻辑法图4-5CMI编/译码器及各点波形
(a)CMI码编码器电路；(b)CMI码译码器电路；(c)各点波形3.单片HDB3编译码器
近年来出现的HDB3编码器采用了CMOS型大规模集成电路CD22103，该器件可同时实现HDB3编、译码，误码检测及AIS码检出等功能。主要特点有：
①编、译码规则符合CCITTG.703建议，工作速率为50kb/s~10Mb/s；
②有HDB3和AMI编、译码选择功能；
③接收部分具有误码检测和AIS信号检测功能；
④所有输入、输出接口都与TTL兼容；
⑤具有内部自环测试能力。图4-6CD22103引脚及内部框图图4–7实用HDB3编/译码电路4.缓存插入法4.2数字基带传输系统图4–10基带传输系统各点的波形4–11码间串扰示意图4.2.2基带传输系统的数学分析其中ak是第k个码元，对于二进制数字信号，ak的取值为0、1(单极性信号)或-1、+1(双极性信号)。由图4-12可以得到抽样判决器对y(t)进行抽样判决，以确定所传输的数字信息序列{ak}。为了判定其中第j个码元aj的值，应在t=jTb+t0瞬间对y(t)抽样，这里t0是传输时延，通常取决于系统的传输函数H(ω)。显然，此抽样值为4.2.3码间串扰的消除4.3无码间串扰的基带传输系统(2)h(t)尾部衰减快。
从理论上讲，以上两条可以通过合理地选择信号的波形和信道的特性达到。下面从研究理想基带传输系统出发，得出奈奎斯特第一定理及无码间串扰传输的频域特性H(ω)满足的条件。4.3.1理想基带传输系统
理想基带传输系统的传输特性具有理想低通特性，其传输函数为图4–14理想基带传输系统的H(ω)和h(t)如果信号经传输后整个波形发生变化，但只要其特定点的抽样值保持不变，那么用再次抽样的方法(这在抽样判决电路中完成)，仍然可以准确无误地恢复原始信码，这就是奈奎斯特第一准则(又称为第一无失真条件)的本质。在图4-14所表示的理想基带传输系统中，各码元之间的间隔Tb=1/(2B)称为奈奎斯特间隔，码元的传输速率RB=1/Tb=2B。
所谓频带利用率是指码元速率RB和带宽B的比值，即单位频带所能传输的码元速率，其表示式为图4-15H(ω)的分割4.3.2无码间串扰的等效特性由于h(t)是必须收敛的，求和与求积可互换，得4.3.3升余弦滚降传输特性显然，它满足(4-19)式，故一定在码元传输速率为fb=1/Tb时无码间串扰。它所对应的冲击响应为图4-16升余弦滚降传输特性图4-17不同α值的频谱与波形(1)当α=0，无“滚降”，即为理想基带传输系统，“尾巴”按1/t的规律衰减。当α≠0，