數(shù)字通信原理_5：數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)

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1、數(shù)字通信原理第五章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)2010Copyright1SCUTDT&PLabs第五章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)1、數(shù)字基帶信號(hào)數(shù)字基帶信號(hào)：未經(jīng)頻譜搬移的數(shù)字電脈沖信號(hào)。數(shù)字基帶信號(hào)示例：（1）脈沖幅度調(diào)制（PAM）用數(shù)字序列調(diào)制脈沖的幅度。（2）脈沖位置調(diào)制（PPM）用數(shù)字序列調(diào)制脈沖的位置。（3）脈沖寬帶調(diào)制（PDM）用數(shù)字序列調(diào)制脈沖的寬度。2010Copyright2SCUTDT&PLabs第五章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)2、數(shù)字基帶(信號(hào))傳輸系統(tǒng)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)：傳輸基帶信號(hào)的系統(tǒng)稱之。系統(tǒng)的基本組成波形變換：將數(shù)字信號(hào)變換為適

2、合特定基帶信道傳輸?shù)男盘?hào)。信道：傳輸基帶信號(hào)的介質(zhì)，廣義的基帶信道可包括通信系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)電路部分。2010Copyright3SCUTDT&PLabs第五章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)(續(xù))接收濾波器：濾除信號(hào)的帶外噪聲、信道特性校正(信道均衡)、匹配濾波等。取樣判決器：對(duì)接收信號(hào)做采樣判決。同步：確定抽樣判決時(shí)刻(基帶脈沖信號(hào)定界)。2010Copyright4SCUTDT&PLabs第五章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)3、數(shù)字信號(hào)的波形編碼波形編碼：將數(shù)字信號(hào)與特定的電脈沖波形建立對(duì)應(yīng)關(guān)系。波形編碼的主要的設(shè)計(jì)原則（1）使其適合在交

3、流偶合的系統(tǒng)中傳輸；（2）使其有較少的高頻分量，以獲得較高的頻帶利用率；（3）便于接收端提取同步信號(hào)；（4）對(duì)信息具有透明性，使傳輸不受特定信源統(tǒng)計(jì)特性影響；（5）有低的誤碼擴(kuò)散影響；（6）便于對(duì)誤碼進(jìn)行檢測；（7）有較高的編碼效率；（8）易于物理實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)行波形編碼時(shí)，可根據(jù)不同系統(tǒng)需求，重點(diǎn)考慮其中的一項(xiàng)或若干項(xiàng)。2010Copyright5SCUTDT&PLabs第五章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字信號(hào)的波形編碼基本的基帶信號(hào)波形及其功率密度譜（1）單極性不歸零碼（NRZ）注意在零點(diǎn)有個(gè)反映直流成分的沖激響應(yīng)。NRZ碼簡單，適合短距

4、離傳輸時(shí)采用。2010Copyright6SCUTDT&PLabs第五章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)（2）雙極性不歸零碼（NRZ）NRZ碼不含直流成分，適合于交流偶合的信道。2010Copyright7SCUTDT&PLabs第五章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)（3）單極性歸零碼（RZ）含直流成分。頻譜的主瓣為非歸零碼的2倍。RZ碼有利用提取同步信息。2010Copyright8SCUTDT&PLabs第五章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)（4）雙極性歸零碼（RZ）不含直流成分。可用于交流偶合的信道，易于提取同步信息。2010Copyright9SCUTDT&PLabs

5、第五章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)歸零碼占空比的概念占空比：脈沖寬度與脈沖周期T的比值。信號(hào)頻譜主瓣的寬度B主等于脈沖寬度的倒數(shù)：常用的信號(hào)占空比：2010Copyright10SCUTDT&PLabs第五章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)（5）差分碼（相對(duì)碼）的編碼與解碼（傳號(hào)差分碼）編碼：解碼：（差分碼可用于解決調(diào)制信號(hào)的相位模糊問題。）2010Copyright11SCUTDT&PLabs第五章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)（5）差分碼（續(xù)）非差分碼與差分碼的比較普通NRZ：一種電平代表“0”，另一種電平代表“1”；傳號(hào)差分碼(NRZ-M)：電平變化代表“1”，電

6、平不變化代表“0”；空號(hào)差分碼(NRZ-S)：電平變化代表“0”，電平不變化代表“1”。2010Copyright12SCUTDT&PLabs第五章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)（6）極性交替碼數(shù)據(jù)“0”采用零電平表示；數(shù)據(jù)“1”采用極性交替出現(xiàn)的脈沖表示。極性交替碼的特點(diǎn)：無直流成分；無極性反轉(zhuǎn)影響判決的問題；易于提取同步信息。2010Copyright13SCUTDT&PLabs第五章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)常用的波形編碼(1)傳號(hào)極性反轉(zhuǎn)碼AMI(AlternateMarkInversion)碼AMI碼的編碼方法：“0”?零電平；“1”?正負(fù)交

7、替脈沖。一般在傳輸前需對(duì)信息序列進(jìn)行“隨機(jī)化”（偽隨機(jī)化）處理，以避免長“0”串出現(xiàn)。AMI碼是PCM系統(tǒng)北美系列基群信號(hào)（T1）采用的碼型2010Copyright14SCUTDT&PLabs第五章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)常用的線路碼型(續(xù))（2）HDBn碼：n階高密度雙極性碼AMI碼可能會(huì)有長串連“0”序列的出現(xiàn)；HDBn碼：AMI碼的改進(jìn)型，將連“0”電平的狀態(tài)數(shù)限定為n。改進(jìn)方法：若連“0”狀態(tài)數(shù)>n，則對(duì)每n＋1位連“0”，用特定的碼組取代之，該碼組稱為取代節(jié)。取代節(jié)的編碼方式，每個(gè)取代節(jié)占n＋1個(gè)脈沖的時(shí)間寬度，取代節(jié)的形式

8、：B00…0V，或000…0V其中：B脈沖符合極性交替的規(guī)律；V脈沖破壞極性交替的規(guī)律（以便接收端識(shí)別）V脈沖所在的位置稱為“破壞點(diǎn)”譯碼方法：每遇到一個(gè)取代節(jié)，用n＋1個(gè)連“0”替代之。2010Copyright15SCUTDT&PLabs第五章數(shù)字基帶傳輸系