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1、通信原理第五章 基帶數字信號的表示和傳輸5.1概述數字信號數字信號為一時間離散和幅度離散的序列。在二進制中，幅度取0或1兩個值；在M進制中，幅度取0,1,…,M?1等M個值?；鶐盘栃盘栴l帶寬度與其中心頻率相當，含有直流分量或大量的低頻分量。數字信號傳輸時為什么需要不同的表示方法？為了除去直流分量和頻率很低的分量；為了在接收端得到每個碼元的起止時刻信息；為了使信號的頻譜和信道的傳輸特性相匹配。25.2字符的編碼表示字符數字、字母、符號和漢字等統(tǒng)稱為字符。漢字的編碼方法4位十進制數字表示一個漢字。電報編碼：“中”?“002
2、2”，“國”?“0948”。區(qū)位碼：“中”?“5448”，“國”?“2590”。英文字母編碼方法ASCII碼－7位二進制數字表示一個字符?！?”用30H表示，“1”用31H表示，等；“A”用41H表示，“a”用61H表示，等。35.3基帶數字信號的波形基帶數字波形的基本特征單極性波形：用正（負）電平和零電平分別表示1和0；雙極性波形：用正電平和負電平分別表示1和0；非歸零波形（NRZ）：在整個碼元周期T內電平保持不變；歸零波形（RZ）：在碼元周期T內電平只持續(xù)一段時間，余下時間返回到零電平。四種基本數字的波形45.3基帶
3、數字信號的波形11111110000000+VV00?VV0+V0?V單極性非歸零碼雙極性非歸零碼單極性歸零碼雙極性歸零碼55.3基帶數字信號的波形差分波形用電平的跳變或不變，而不是電平值的高低，分別表示1和0。11111110000000“1”跳變差分波形“0”跳變差分波形65.3基帶數字信號的波形多電平波形用多種電平表示數字信號，稱為多電平波形，或多進制波形。0010110111001001t75.4基帶數字信號的傳輸碼型傳輸碼型的要求無直流分量低頻分量少容易提取碼元定時信息頻帶寬度窄，或傳輸效率高抗干擾信能強，有一
4、定的檢錯能力與信源的統(tǒng)計特性無關實現代價低85.4基帶數字信號的傳輸碼型AMI（傳號交替反轉碼）用三種取值的信號幅度表示二進制碼。三種幅度的取值分別為：+V，0，?V。0用0電平表示；1交替地用+1和?1的半占空比歸零碼表示。AMI的直流分量為零，能量集中在1/2碼元速率處，信號經全波整流后可提取位定時信號。AlternateMarkInversion(AMI)101100000001001000000195.4基帶數字信號的傳輸碼型HDB3（3階高密度雙極性碼）連續(xù)4個0，第4個0變換成V碼；V碼交替；V碼應與前鄰傳號
5、碼極性相同；若無法保證極性相同，則第1個0變換成B碼。HighDensityBipolar(HDB)1011000000010010000001105.4基帶數字信號的傳輸碼型雙相碼用碼元中心正跳變表示0，負跳跳變表示1。含有位定時信息；雙極性，無直流分量；頻帶較寬；易實現（時鐘脈沖與單極性非歸零碼相異或）。biphasecode11111110000000115.4基帶數字信號的傳輸碼型密勒碼用碼元中心跳變表示1。單0保持電平不變，連0時在碼元邊界跳變。用雙相碼觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)電路可得密勒碼。11111110000000數字
6、雙相碼密勒碼Millercode125.4基帶數字信號的傳輸碼型CMI碼1交替地用高、低電平表示；0用碼元中心正跳變表示。因0和1的高、低電平都是交替出現的，故CMI碼無直流分量；易于提取位定時信號；實現簡單。CodedMarkInversion(CMI)11111110000000135.5基帶數字信號的頻率特性純隨機二元序列：在某一時刻發(fā)送的信號元與以前時刻所發(fā)送的信號元無關（本章公式前提）隨機基帶數字信號的表示“0”的基本波形為g1(t)，出現的概率為P；“1”的基本波形為g2(t)，出現的概率為1?P。隨機基帶數
7、字信號的表示其中145.5基帶數字信號的頻率特性碼元波形“0”用g1(t)表示“1”用g2(t)表示tO000011111??g1(t)tOg2(t)tO155.5基帶數字信號的頻率特性隨機基帶數字信號的分解s(t)=v(t)+u(t)穩(wěn)態(tài)（確定）分量，為s(t)的統(tǒng)計平均分量：交變（隨機）分量165.5基帶數字信號的頻率特性交變（隨機）分量的表示175.5基帶數字信號的頻率特性隨機基帶數字信號分解圖示t000011111??t??t??s(t)v(t)u(t)185.5基帶數字信號的頻率特性穩(wěn)態(tài)（確定）分量v(t)的功
8、率譜密度交變（隨機）分量u(t)的功率譜密度數字信號s(t)的功率譜密度195.5基帶數字信號的頻率特性0-1等概率時信號的功率譜密度205.5基帶數字信號的頻率特性0-1等概率單極性NRZ碼的功率譜密度11111110000000V0215.5基帶數字信號的頻率特性0-1等概率單極性NRZ碼的功率譜密度（續(xù)）fPs
