數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)ppt

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1、第5章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)5.1數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性5.2基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型5.3數(shù)字基帶信號(hào)傳輸與碼間串?dāng)_5.4無(wú)碼間串?dāng)_的基帶傳輸特性5.5基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能5.6眼圖5.7部分響應(yīng)和時(shí)域均衡1數(shù)字通信系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)都是以數(shù)字信號(hào)為載體傳輸信息。而數(shù)字信號(hào)可以是模擬信號(hào)經(jīng)數(shù)字化處理后而形成的脈沖編碼信號(hào)，也可能是來(lái)自數(shù)據(jù)終端設(shè)備（比如計(jì)算機(jī)）的原始數(shù)據(jù)信號(hào)。數(shù)字信號(hào)在一般情況下可以表示為一個(gè)數(shù)字序列：…,a-2,a-1,a0,a1,a2,…,an,…簡(jiǎn)記為{an}。an是數(shù)字序列的基本單元,稱為碼元。每個(gè)碼元只能取離散的有限個(gè)值，例如在二進(jìn)制中，an只能取0或1兩個(gè)值；在M進(jìn)制

2、中，an取0,1,2,:,M-1等M個(gè)值，或者取二進(jìn)制碼的M種排列.2由于碼元的取值有限，因此通常用不同幅度的電脈沖表示碼元的不同取值。例如用幅度為A的矩形脈沖（高電平）表示1，用幅度為0的矩形脈沖（低電平）表示0，由此形成的二進(jìn)制電脈沖序列被稱為數(shù)字基帶信號(hào)，這是因?yàn)樗鼈兯紦?jù)的頻帶通常從直流和低頻開(kāi)始并且未經(jīng)載波調(diào)制。因此，我們可以這樣定義：頻帶分布在低頻段（通常包含直流）且未經(jīng)過(guò)調(diào)制的信號(hào)通常被稱為基帶信號(hào)。從形式上看，基帶信號(hào)有模擬和數(shù)字之分，具有高、低（也可能是正、負(fù)）兩種電平狀態(tài)的電脈沖序列被稱為數(shù)字基帶信號(hào)，其特點(diǎn)是信號(hào)頻帶通常從直流和低頻開(kāi)始并且未經(jīng)載波調(diào)制；而未經(jīng)過(guò)調(diào)制的模擬

3、信號(hào)可稱為模擬基帶信號(hào)。在某些有線信道中，特別是在傳輸距離不太遠(yuǎn)的情況下，數(shù)字基帶信號(hào)可以直接傳輸，這種傳輸方式被稱為數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸。由于大多數(shù)實(shí)際信道都是帶通型的，因此必須先用數(shù)字基帶信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，形成數(shù)字調(diào)制信號(hào)后再進(jìn)行傳輸，這種傳輸方式被稱為數(shù)字信號(hào)的調(diào)制傳輸（或頻帶傳輸）。3總結(jié):數(shù)字基帶信號(hào)－未經(jīng)調(diào)制的數(shù)字信號(hào)，它所占據(jù)的頻譜是從零頻或很低頻率開(kāi)始的。數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)－不經(jīng)載波調(diào)制而直接傳輸數(shù)字基帶信號(hào)的系統(tǒng)，常用于傳輸距離不太遠(yuǎn)的情況下。數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)－包括調(diào)制和解調(diào)過(guò)程的傳輸系統(tǒng)研究數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的原因：近程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中廣泛采用基帶傳輸方式也有迅速發(fā)展的趨勢(shì)基帶傳

4、輸中包含帶通傳輸?shù)脑S多基本問(wèn)題任何一個(gè)采用線性調(diào)制的帶通傳輸系統(tǒng)，可以等效為一個(gè)基帶傳輸系統(tǒng)來(lái)研究。45.1數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性5.1.1數(shù)字基帶信號(hào)數(shù)字基帶信號(hào)是指消息代碼的電波形，它是用不同的電平或脈沖來(lái)表示相應(yīng)的消息代碼。數(shù)字基帶信號(hào)(以下簡(jiǎn)稱為基帶信號(hào))的類型有很多，常見(jiàn)的有矩形脈沖、三角波、高斯脈沖和升余弦脈沖等。最常用的是矩形脈沖，因?yàn)榫匦蚊}沖易于形成和變換，下面就以矩形脈沖為例介紹幾種最常見(jiàn)的基帶信號(hào)波形。5幾種常見(jiàn)的基帶信號(hào)波形6單極性不歸零波形單極性不歸零波形，這是一種最簡(jiǎn)單、最常用的基帶信號(hào)形式。這種信號(hào)脈沖的零電平和正電平分別對(duì)應(yīng)著二進(jìn)制代碼0和1，或者說(shuō)，它在一個(gè)

5、碼元時(shí)間內(nèi)用脈沖的有或無(wú)來(lái)對(duì)應(yīng)表示0或1碼。其特點(diǎn)是極性單一，有直流分量，脈沖之間無(wú)間隔。另外位同步信息包含在電平的轉(zhuǎn)換之中，當(dāng)出現(xiàn)連0序列時(shí)沒(méi)有位同步信息。雙極性不歸零波形在雙極性不歸零波形中,脈沖的正、負(fù)電平分別對(duì)應(yīng)于二進(jìn)制代碼1、0，由于它是幅度相等極性相反的雙極性波形，故當(dāng)0、1符號(hào)等可能出現(xiàn)時(shí)無(wú)直流分量。這樣，恢復(fù)信號(hào)的判決電平為0，因而不受信道特性變化的影響，抗干擾能力也較強(qiáng)。故雙極性波形有利于在信道中傳輸。7單極性歸零(RZ)波形：信號(hào)電壓在一個(gè)碼元終止時(shí)刻前總要回到零電平。通常，歸零波形使用半占空碼，即占空比為50%。從單極性RZ波形可以直接提取定時(shí)信息。與歸零波形相對(duì)應(yīng)，上

6、面的單極性波形和雙極性波形屬于非歸零(NRZ)波形，其占空比等于100％。雙極性歸零波形：兼有雙極性和歸零波形的特點(diǎn)。使得接收端很容易識(shí)別出每個(gè)碼元的起止時(shí)刻，便于同步。差分波形：用相鄰碼元的電平的跳變和不變來(lái)表示消息代碼，圖中，以電平跳變表示“1”，以電平不變表示“0”。它也稱相對(duì)碼波形。用差分波形傳送代碼可以消除設(shè)備初始狀態(tài)的影響。多電平波形：可以提高頻帶利用率。圖中給出了一個(gè)四電平波形2B1Q。8數(shù)字基帶信號(hào)的表示式：表示信息碼元的單個(gè)脈沖的波形并非一定是矩形的。若表示各碼元的波形相同而電平取值不同，則數(shù)字基帶信號(hào)可表示為：式中，an－第n個(gè)碼元所對(duì)應(yīng)的電平值Ts－碼元持續(xù)時(shí)間g(t)－

7、某種脈沖波形一般情況下，數(shù)字基帶信號(hào)可表示為一隨機(jī)脈沖序列：式中，sn(t)可以有N種不同的脈沖波形。95.1.2基帶信號(hào)的頻譜特性研究基帶信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)是十分必要的，通過(guò)譜分析，我們可以了解信號(hào)需要占據(jù)的頻帶寬度，所包含的頻譜分量，有無(wú)直流分量，有無(wú)定時(shí)分量等。這樣，我們才能針對(duì)信號(hào)譜的特點(diǎn)來(lái)選擇相匹配的信道，以及確定是否可從信號(hào)中提取定時(shí)信號(hào)。數(shù)字基帶信號(hào)是隨機(jī)的脈沖序列，沒(méi)有確定的頻譜函