通信原理 第4章 數(shù)字基帶傳輸

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1、2021/10/41/179通信原理第4章數(shù)字基帶傳輸2/1712021/10/4本章講述數(shù)字通信的基帶傳輸方法。主要內(nèi)容有：掌握：二元與多元信號(hào)的波形形成、比特率與Baud率計(jì)算、基本波形形式、功率譜與帶寬計(jì)算；二元信號(hào)接收方法、噪聲中誤碼分析方法、匹配濾波器原理與最佳接收性能；碼間串?dāng)_問(wèn)題及Nyquist準(zhǔn)則、最大頻帶利用率、升余弦濾波器及其無(wú)ISI設(shè)計(jì)；基本線路碼型。3/1712021/10/4理解：眼圖、誤碼曲線、多元信號(hào)的接收方法與格雷編碼、數(shù)字均衡的原理與迫零本算法、符號(hào)同步的基本概念、根升余弦濾波器設(shè)計(jì)。了解：基本的部分響應(yīng)系統(tǒng)、預(yù)編碼技術(shù)、符號(hào)同步的典型處理方法。4

2、/1792021/10/4信道噪聲接收設(shè)備信源信宿格式化脈沖基帶調(diào)制發(fā)送設(shè)備信源編碼信道編碼加密頻帶調(diào)制發(fā)射機(jī)格式化脈沖基帶檢測(cè)信源譯碼信道譯碼解密頻帶解調(diào)接收機(jī)數(shù)字通信系統(tǒng)簡(jiǎn)化模型信號(hào)處理信號(hào)處理基帶信號(hào)基帶信號(hào)5/1792021/10/4信道接收設(shè)備信源信宿格式化脈沖基帶調(diào)制發(fā)送設(shè)備脈沖基帶檢測(cè)數(shù)字基帶系統(tǒng)模型格式化6/1792021/10/4數(shù)字基帶傳輸——運(yùn)用各種基帶信號(hào)傳輸數(shù)字序列4.1二元與多元數(shù)字基帶信號(hào)4.2數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜與帶寬4.3二元信號(hào)的接收方法與誤碼分析4.4*多元信號(hào)的接收方法與誤碼分析4.5碼間串?dāng)_與帶限信道上的傳輸方法4.6*信道均衡4.7*部分

3、響應(yīng)系統(tǒng)4.8符號(hào)同步4.9線路碼型7/1792021/10/44.1二元與多元數(shù)字基帶信號(hào)8/1792021/10/4數(shù)據(jù)線位同步信號(hào)組同步信號(hào)FrameSynchronization4.1.1數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕靖拍罾?.1典型的數(shù)據(jù)通信方法：數(shù)字芯片A向芯片B傳送數(shù)據(jù)序列{…，0XF1，0X73，0XFF，…}9/1792021/10/410/1792021/10/4PAM（脈沖幅度調(diào)制）：用0、1信息序列去改變脈沖的幅度。二元PAM信號(hào),多元PAM信號(hào)基本通信原理中：主要關(guān)心的是信息數(shù)據(jù)代碼的傳送PulseAmplitudeModulation11110001TsTs：Times

4、lot11/1792021/10/4數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸讉€(gè)基礎(chǔ)概念：(1)二進(jìn)制序列（Binarysequence）：取值為0、1（或+1、-1）(2)二元PAM信號(hào)（BinaryPAMsignal）：采用脈沖的兩種幅度傳信息。(3)定時(shí)（Timing）：接收時(shí)對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的脈沖，檢測(cè)幅度。(4)時(shí)隙（Slot）：一個(gè)時(shí)隙一個(gè)數(shù)據(jù)位逐個(gè)進(jìn)行。Ts：Timeslot12/1792021/10/4用相對(duì)電平變化傳信息傳號(hào)差分碼——“1變0不變”，電報(bào)術(shù)語(yǔ)：“傳號(hào)”（Mark）=1；“空號(hào)”（Space）=0空號(hào)差分碼——“0變1不變”相對(duì)碼基本的脈沖形狀是矩形的，典型的數(shù)字基帶信號(hào)為：nonret

5、urn-to-zeroreturn-to-zero13/1792021/10/4單極性信號(hào)(on-offkeying)在正邏輯中:二進(jìn)制“1”——〉+AV二進(jìn)制“0”——〉0V優(yōu)點(diǎn):a.產(chǎn)生該信號(hào)的電路只需要一種電源b.該信號(hào)通過(guò)TTL或CMOS電路容易產(chǎn)生缺點(diǎn):a.具有非零的直流分量b.無(wú)在線檢錯(cuò)能力應(yīng)用:機(jī)內(nèi)碼，近距離接口碼（1）單極性（Unipolar）與雙極性（Polar）術(shù)語(yǔ)：14/1792021/10/4雙極性信號(hào)在正邏輯中:二進(jìn)制“1”——〉+AV二進(jìn)制“0”——〉-AV應(yīng)用:機(jī)內(nèi)碼，近距離接口碼優(yōu)點(diǎn):a.如果0、1等概，則無(wú)直流分量b.抗干擾能力比單極性信號(hào)強(qiáng)缺點(diǎn):

6、a.需要兩種電源b.無(wú)在線檢錯(cuò)能力如：RS232接口15/1792021/10/4（2）不歸零（NRZ）與歸零（RZ）：不歸零信號(hào)能量飽滿，因而抗干擾能力較強(qiáng)；但歸零信號(hào)跳變沿豐富，有利于接收端提取定時(shí)信息（為了節(jié)省資源，同步信息常常和數(shù)據(jù)信息捆綁在一起傳送）。16/1792021/10/4（3）差分碼或相對(duì)碼（Differentialencoding）：差分碼又稱為相對(duì)碼，特征是：不用電平的絕對(duì)值而用電平的相對(duì)變化傳0、1符號(hào)。1101001原始代碼傳號(hào)差分碼空號(hào)差分碼“1變0不變”“0變1不變”17/1792021/10/41.數(shù)字波形：信號(hào)的傳信息的參量只取有限個(gè)值。二元PA

7、M信號(hào)：兩種脈沖形狀相同，幅度不同。分為二元（二進(jìn)制）波形（信號(hào)）和多元（多進(jìn)制）波形（信號(hào)）二進(jìn)制（binary）信號(hào):1bit二進(jìn)制代碼用一個(gè)脈沖傳，故在一個(gè)Ts時(shí)隙內(nèi)傳兩種不同的脈沖之一。Ts：Timeslot4.1.2二元與多元PAM信號(hào)18/1792021/10/4例1：2PAM信號(hào)電平A和0稱為二元（二進(jìn)制）符號(hào)。符號(hào)周期或碼元寬度信道符號(hào)數(shù)字基帶信號(hào)頻譜在零頻附近1和019/1792021/10/4多進(jìn)制(M-ary)信號(hào):kbit二進(jìn)制代碼用一個(gè)脈沖傳