第5章數(shù)字信號基帶傳輸

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1、第5章數(shù)字信號基帶傳輸知識點：(1)信號設(shè)計——碼型、波形是數(shù)字編碼傳輸?shù)幕A(chǔ)；(2)隨機數(shù)字波形序列的功率譜特性；(3)數(shù)字基帶信號傳輸系統(tǒng)構(gòu)成及其主要知識；(4)消除符號間干擾理論——Nyquist準(zhǔn)則基本原理及實施技術(shù)；(5)均衡的基本概念。知識點層次：(1)掌握主要碼型如雙極性不歸零碼、AMI、差分碼等構(gòu)成特點，理解其他碼型特征；(2)理解功率譜構(gòu)成特征，掌握決定功率譜的主要參量；(3)掌握奈氏第一準(zhǔn)則及有關(guān)參數(shù)、關(guān)系，理解第二準(zhǔn)則基本思想；(4)了解均衡目的及主要做法；(5)掌握并理解各典型例題及簡答填空內(nèi)容。5.1?數(shù)字基帶信號的特點???由模擬信源轉(zhuǎn)換而來的PCM信

2、號，或離散信源產(chǎn)生的符號序列，以及數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)源發(fā)出的代碼，從廣義角度，我們均稱其為PCM編碼。這些序列的碼組構(gòu)成的碼字各代表一個獨立信息含義。為了匹配信道特性達到較佳傳輸效果，尚待選用適當(dāng)碼型和波形來表示，它們既是每個碼元符號的邏輯結(jié)構(gòu)，又體現(xiàn)碼序列內(nèi)部的相關(guān)性，除增強傳輸信號匹配信道特性的能力外，還包括其它因素的考慮。5.1.1?碼型選擇1.???原始脈沖編碼不適于信道傳輸一般PCM波形編碼因存在以下可能的缺點，不宜直接用于傳輸：???(1)含有豐富的直流分量或低頻分量，信道難以滿足傳輸要求；???(2)接收時不便于提取同步信號；???(3)由于限帶和定時抖動，易產(chǎn)生碼間干擾；?

3、??(4)信號碼型選擇與波形形狀直接影響傳輸?shù)目煽啃耘c信道帶寬利用率。???2.選擇碼型的考慮???發(fā)送信號設(shè)計中一個主要的問題是，確定信號的線路編碼類型，基本考慮如下：???(1)對直流或低頻受限信道，線路編碼應(yīng)不含直流；???(2)碼型變換保證透明傳輸，唯一可譯，可使兩端用戶方便發(fā)送并正確接收原編碼序列，而無覺察中間環(huán)節(jié)的形式轉(zhuǎn)換，即碼型選擇僅是傳輸?shù)闹虚g過程；???(3)便于從接收碼流中提取定時信號；???(4)所選碼型以及形成波形，應(yīng)有較大能量，以提高自身抗噪聲及干擾的能力；???(5)碼型具有一定檢錯能力；能減少誤碼擴散；???(7)頻譜收斂——功率譜主瓣窄，且滾降衰減

4、速度快，以節(jié)省傳輸帶寬，減少碼間干擾；3.波形成形在選用了合適的碼型之后，尚需考究用什么形狀的波形來表示所選碼型。如，單極性碼，是用方波還是半正弦形，還是其他形狀波形，這叫做波形“成形”（Shape）。不同波形占用帶寬、頻譜收斂快慢以及所持能量不同，將直接影響到傳輸效果。這里所指“成形”是狹義的，本章下面節(jié)次奈氏（Nyquist）準(zhǔn)則的思想是將發(fā)送、信道、接收三個環(huán)節(jié)視為一個廣義信道，要求接收響應(yīng)的波形有嚴(yán)格條件，旨在消除接收判決時的符號間干擾（ISI）。5.1.2?常用碼型及其特點1.幾種基本的基帶信號碼型（1）單極性不歸零碼（NRZ-L）???單極性不歸零碼（Unipolar

5、Nonreturn-to-zero）的0、1碼與基帶信號的0電位及正電位對應(yīng)，脈沖無間隔，只適于短距離傳輸。缺點：含有直流(DC)分量；接收判決門限為接收電平一半，門限不穩(wěn)，判決易錯；不便直接從接收碼序列中提取同步信號；傳輸時需信道一端接地（不平衡傳輸）。（2）雙極性碼(Bi-NRZ)???雙極性碼的0、1碼與基帶信號的負(fù)、正電位對應(yīng)。與單極性相比，雙極性不歸零碼（Bipolar-NRZ）優(yōu)點為：從統(tǒng)計平均看，1、0各半，不含直流分量；兩種碼元極性相反，接收判決電平為0，穩(wěn)定性高；可在電纜等線路不接地傳送（平衡傳輸）。???因此，Bi-NRZ碼比較常用，更適于速度不高的比特流傳輸

6、，將單極性轉(zhuǎn)換為雙極性也較簡單。???缺點：不易從中直接提取同步信息；1、0不等概時仍有直流分量。???（3）單極性歸零碼(RZ-L)???其脈沖寬度比碼元寬度窄，每個脈沖都回到0電位。這種碼型除仍有單極性NRZ碼缺點外，其優(yōu)點是可直接提取同步信息，但由于存在直流分量，不宜直接傳輸，宜先將其轉(zhuǎn)換為其它碼型進行傳輸，接收時再轉(zhuǎn)換為RZ-L。???（4）雙極性歸零碼(Bi-RZ)???這種碼型的一個直觀優(yōu)點是當(dāng)只要在接收碼歸零時，則認(rèn)定傳送完畢，便于經(jīng)常維持位同步，收發(fā)無須定時，故稱其為自同步方式，它得到廣泛應(yīng)用。???（5）差分碼差分碼也稱為相對碼，其0、1碼反映相鄰碼元的相對變化

7、。它又分傳號差分碼與空號差分碼（見下一章DPSK一節(jié)介紹）。它利用碼元間互相關(guān)，減少誤碼擴散，同時在連續(xù)多個誤碼時，接收誤碼反而減少。2．傳輸碼型???許多數(shù)字基帶信號不易于在信道中傳輸，需編制成適用于基帶傳輸系統(tǒng)的碼型，現(xiàn)介紹常用的幾種傳輸碼型。（1）交替?zhèn)魈枠O性碼(AMI)???AMI碼（AlternativeMarkInversedEncoding）又稱雙極方式碼(BipolarEncoding)、平衡對稱碼或傳號交替反轉(zhuǎn)碼，它屬于單極性碼的變型，當(dāng)遇0碼時為0電平，當(dāng)遇1