[电信行业]通信原理--数字信号的基带传输.pptx

黑龙江科技学院电信学院江晓林[e-mail]:88036125课程目标：第五章：数字信号的基带传输数字基带传输系统——不经过调制和解调而直接传送数字基带信号的通信系统。（短距离传输或较长距离上用中继方式直接传送数字基带信号）。线性频带系统可等效为基带系统研究。特点：丰富低频分量也可直流分量。限制：距离短一般有线方式。信号形成器——对基带信号进行必要的处理使其与信道特性相适应。均衡器——对输入信号作某些处理以消除或减弱信道所引入的畸变。过滤器——滤除加性干扰。检测器——对多畸变的信号进行“观察”并根据事先确知的规律对它进行判决变换成规则信号。同步器——同步换取装置向检测器提供位同步脉冲向解码器提供帧同步信号。图5-2基带系统个点波形示意图12/8/2023§5.2-1数字基带信号几种类型的二进制数字信号：1）单极性不归零码——用脉冲宽度等于码元间隔的矩形脉冲的有无表示码元。这种信号的直流分量不为零。2）双极性不归零码——用宽度等于码元间隔的两个幅度相同但极性相反的矩形脉冲表示码元。其直流分量近似为零。3）单极性归零码——与单极性不归零码相似只是脉冲的宽度小于码元间隔。4）双极性归零码——与双极性不归零码相似只是脉冲的宽度小于码元间隔。5）交替极性码——用无脉冲表示码元“０”而码元“１”则交替的用正极性脉冲和负极性脉冲表示其直流分量基本上等于零。6）差分码（相对码）——用相邻脉冲极性的改变表示“１”用极性不改变表示“０”。7）多电平信号（多元码)——用幅度能取多个值的脉冲表示多进制的码元。例：一个四电平信号脉冲幅度能取-3A-AA+3A四个值分别表示四进码码元的可能取值“0”“1”“2”“3”。多电平信号的传信率较高然而随着电平数的增加在同样峰值下相邻电平的差值减小了故较易受噪声的影响而抗噪声性能变坏。单极性码含直流分量不宜在线路上传输通常只用于设备内部；双极性码和交替极性码的直流分量基本上为零较适用于在线路中传输；多电平信号由于它的传信率高及抗噪声性能差较宜用于要求高传信率而信道噪声较小的场合。基带信号的时域表达方式则表示符号“0”表示符号“1”由于an是一个随机量。因此通常在实际中遇到的基带信号s(t)都是一个随机的脉冲序列。一般情况下数字基带信号可用随机序列表示即5.2.2基带信号的频谱特性研究基带信号的频谱结构是十分必要的通过谱分析我们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。这样我们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。方法有二：1：由随机过程的相关函数去求随机过程的功率(或能量)谱密度就是一种典型的分析广义平稳随机过程的方法。但这种计算方法比较复杂。2：一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。方法1：数字基带信号的功率谱对任意的随机信号s(t)可把它分解成两部分：其中是s(t)的数学期望或统计平均量；是s(t)与它的数学期望之差。由可知：是一个周期为相对幅度为以为基本脉冲的确定性周期性信号是随机变化分量.根据信号分析知识的功率谱密度为：其中是脉冲的频谱.由上式表明的统计平均分量的功率谱密度是一个以为包络角频率为的离散谱。根据随机过程理论的随机变化分量的功率谱密度为：由此可见的功率谱是一个连续谱。所以的功率谱密度就等于：12/8/2023由此可见:（1）随机数字基带信号的功率谱通常包括离散谱和连续谱两部分。（2）不论离散谱或连续谱都与基本脉