數(shù)字基帶傳輸技術

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1、第4章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)引言從本章起，側重討論數(shù)字通信的基本原理及有關技術問題。定義：數(shù)字通信系統(tǒng)可分為數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)和數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)。兩者的主要區(qū)別在于是否存在載波調制和解調裝置。意義：在實際使用的數(shù)字通信系統(tǒng)中基帶傳輸沒有頻帶傳輸那樣廣泛，但：●在利用對稱電纜構成的近程數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中廣泛采用了這種傳輸方式；●頻帶傳輸系統(tǒng)中同樣存在著基帶信號傳輸問題；●如果把調制與解調過程看作是廣義信道的一部分，則任何數(shù)字傳輸系統(tǒng)均可等效為基帶傳輸系統(tǒng)。8/8/20211第4章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)4.1數(shù)字基帶信號碼型4.2基帶系統(tǒng)的脈沖傳輸與碼間干擾4.3無碼間串擾的基帶傳輸系統(tǒng)4

2、.4無碼間串擾基帶系統(tǒng)的抗噪聲性能4.5眼圖4.6時域均衡原理4.7部分響應系統(tǒng)8/8/202124.1數(shù)字基帶信號碼型4.1.1數(shù)字基帶信號的碼型設計原則數(shù)字基帶信號：就是消息代碼的電脈沖表示――電波形。問題：在實際基帶傳輸系統(tǒng)中，并非所有的原始數(shù)字基帶信號都能在信道中傳輸，例如：●含有豐富直流和低頻成分的基帶信號就不適宜在信道中傳輸，因為它有可能造成信號嚴重畸變；●如果代碼出現(xiàn)長時間的連“0”符號，不利于準確提取同步信息；●易于形成碼間干擾；●抗噪聲性能差，Ud不易設定。實際的基帶傳輸系統(tǒng)還可能提出其它要求，從而導致對基帶信號也存在各種可能的要求。8/8/2021

3、3歸納起來，對傳輸用的基帶信號的要求主要有兩點：（1）對各種代碼的要求，期望將原始信息符號編制成適合于傳輸用的碼型；（2）對所選的碼型的電波形的要求，期望電波形適宜于在信道中傳輸。本節(jié)討論前一問題。8/8/20214傳輸碼（常稱為線路碼）的結構將取決于實際信道的特性和系統(tǒng)工作的條件。概括起來，在設計數(shù)字基帶信號碼型時應考慮以下原則：（1）碼型中應不含直流或低頻分量盡量少;（2）碼型中高頻分量盡量少;（3）碼型中應包含定時信息;（4）碼型具有一定檢錯能力;（5）編碼方案對發(fā)送消息類型不應有任何限制，即能適用于信源變化;（6）低誤碼增殖;（7）高的編碼效率；（8）編譯碼設

4、備應盡量簡單。8/8/202151.單極性非歸零（NRZ）碼主要特點：（1）有直流分量，在有些信道中不易傳輸；（2）不能直接提取位同步信息；（3）抗噪性能差；（4）波形之間無間隔，易產(chǎn)生碼間干擾；（5）傳輸時需一端接地。4.1.2數(shù)字基帶信號的常用碼型單極性：基帶信號的“0，正”電平分別與二進制符號“0，1”一一對應。非歸零：τ＝Ts8/8/202162.雙極性非歸零波形(NRZ)特點：①可能無直流分量。易于傳輸。②波形之間無間隔。③不能直接提取同步信息。④抗噪性能好：判決門限為0，易設置且穩(wěn)定。⑤無需一端接地。雙極性：基帶信號的“負，正”電位分別與二進制符號“0，1

5、”一一對應。8/8/202173.單極性歸零（RZ）波形特點：①有直流分量。②波形之間有間隔，碼間干擾小。③可直接提取同步信息,但信號能量減小。是其它碼型提取同步信號需采用的一個過渡碼型。④抗噪性能差。⑤需一端接地。歸零：τ

6、相鄰碼元的電平變化傳遞信息。規(guī)則：遇“1”相鄰碼元電平變化；遇“0”相鄰碼元電平不變化。－－（反之亦可）特點：波形在形式上與單極性或雙極性波形相同，但代表的信息符號與碼元本身電位或極性無關，而僅與相鄰碼元的電位變化有關。應用：收發(fā)端碼元極性完全相反，也能正確判斷。－－解決“倒π”問題。+E-E10100118/8/2021106.AMI碼－－全稱是傳號交替反轉碼。規(guī)則：是單極性方式的變形，即把單極性方式中的“0”碼仍與零電平對應，而“1”碼對應發(fā)送極性交替的正、負電平。實際上把二進制脈沖序列變?yōu)槿娖降姆栃蛄?，其?yōu)點：（1）在“1”、“0”碼不等概率情況下，也無直流

7、成分。（2）若收端收到的碼元極性與發(fā)送的完全相反，也能正確判決。（3）便于觀察誤碼情況。（4）編譯碼電路簡單。是一種基本的線路碼，得到廣泛使用。重要缺點：可能出現(xiàn)長的連0串，會造成提取定時信號的困難。8/8/2021117.HDB3碼為了保持AMI碼的優(yōu)點而克服其缺點，人們提出了許多種類的改進AMI碼，其中廣為接受的解決辦法是采用高密度雙極性碼HDBn。三階高密度雙極性碼HDB3碼就是高密度雙極性碼中最重要的一種。8/8/202112HDB3碼的編碼規(guī)則：（1）先把消息代碼變成AMI碼，當無3個以上連“0”碼時，則該AMI碼就是HDB3碼。（2）當出