2003高等通信原理第4章-數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)-a

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1、高等通信原理第4章數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸2003-10-21數(shù)字通信與信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室1引言?為什么要研究基帶系統(tǒng)？（信道、基礎(chǔ)）–有基帶和頻帶系統(tǒng)，基帶系統(tǒng)中的許多概念、理論可直接應(yīng)用于頻帶系統(tǒng)（光纖、無(wú)線）；–理論上，頻帶傳輸系統(tǒng)總有一個(gè)基帶傳輸系統(tǒng)與之對(duì)應(yīng)，等效基帶系統(tǒng)；–實(shí)際中存在基帶傳輸（設(shè)備內(nèi)部、外設(shè)），不只是低速率傳輸，還有高速傳輸，有迅速發(fā)展的趨勢(shì)。?什么是基帶系統(tǒng)？–基帶信號(hào)（功率譜低通型、直流）、基帶信道（傳遞函數(shù)低通型），信號(hào)頻譜不搬移，直接傳送。–將數(shù)字基帶信號(hào)通過(guò)基帶信道傳輸，稱此傳輸系統(tǒng)為數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)2003-10-21

2、數(shù)字通信與信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室2主要內(nèi)容?什么是數(shù)字基帶系統(tǒng)？構(gòu)成?如何實(shí)現(xiàn)基帶傳輸？?基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型：信號(hào)與信道的適配?數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜計(jì)算?無(wú)碼間干擾的基帶傳輸特性—Nyquist第一準(zhǔn)則?部分響應(yīng)系統(tǒng)?無(wú)碼間干擾基帶系統(tǒng)的抗噪聲性能（AWGN）?偽隨機(jī)序列與擾碼和解擾?眼圖?時(shí)域均衡器2003-10-21數(shù)字通信與信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室3數(shù)字基帶系統(tǒng)的構(gòu)成m'(t)碼型m(t)發(fā)濾m1(t)m2(t)收濾r(t)抽樣m3(t)碼型m0(t)信道編碼波器波器判決譯碼n(t)cp(t)位同步器?碼型編碼：將信源或信源編碼輸出的碼型（常為單極性NRZ碼

3、）變?yōu)檫m于信道傳輸?shù)拇a型。?發(fā)濾波器：將m(t)變?yōu)檫m合于信道傳輸?shù)牟ㄐ?，如將m(t)中的高頻成分濾掉，限制進(jìn)入信道信號(hào)的帶寬?收濾波器：使進(jìn)入抽樣判決器的信號(hào)無(wú)碼間串?dāng)_，濾除帶外噪聲。?位同步器：提取位同步信號(hào)，cp(t)的頻率等于碼速率，上升沿與r(t)的最大值對(duì)齊。?抽樣判決器：再生數(shù)字基帶信號(hào)m(t)，可能有誤碼（碼間串?dāng)_、噪聲、3位同步信號(hào)相位抖動(dòng)）。?碼型譯碼：使輸出碼型符合收終端的要求。2003-10-21數(shù)字通信與信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室4數(shù)字基帶系統(tǒng)中各點(diǎn)的波形10011TSm’(t)Eτm(t)m1(t)m2(t)r(t)cp(t)m3

4、(t)2003-10-21數(shù)字通信與信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室5如何實(shí)現(xiàn)基帶傳輸系統(tǒng)？?兩次變換：如何將消息（字母、數(shù)字或符號(hào)）等變換成數(shù)字基帶信號(hào)？如何將數(shù)字基帶信號(hào)變換成適于信道傳輸?shù)拇a型或波形？?不考慮噪聲，只考慮信道傳輸特性對(duì)系統(tǒng)的影響以及改進(jìn)措施；?信道傳輸特性理想時(shí)，考慮噪聲對(duì)系統(tǒng)性能的影響。2003-10-21數(shù)字通信與信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室6傳輸代碼、數(shù)字基帶信號(hào)、傳輸碼（線路碼）?傳輸代碼：如字母、數(shù)字或符號(hào)（包括控制符號(hào)）等的消息利用二進(jìn)制代碼表示，這樣，數(shù)據(jù)終端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息就是以“1”和“0”表示的數(shù)據(jù)隨機(jī)數(shù)據(jù)信息序列；國(guó)際5號(hào)碼（ASCII

5、碼），國(guó)際電報(bào)2號(hào)碼以及GB1988-80國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)代碼。A---41h，B---42h。?數(shù)字基帶信號(hào)：數(shù)據(jù)序列的電波形表示；電信號(hào)。單、雙極性；歸零碼、不歸零碼。?數(shù)字調(diào)制：數(shù)字基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成傳輸碼或者線路碼（基帶調(diào)制）或傳輸波形（頻帶調(diào)制），適于信道傳輸。頻譜成形的編碼稱為線路碼或調(diào)制碼或傳輸碼。?“A”---01000001---0v00000v---HDB3消息傳輸代碼基帶信號(hào)線路碼2003-10-21數(shù)字通信與信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室7數(shù)字基帶信號(hào)的基本碼型（1）?單極性非歸零（NRZ）碼–脈沖寬度等于碼元寬度，有直流，不能提取位同步信號(hào)?雙極性

6、非歸零碼–脈沖寬度等于碼元寬度，有正負(fù)電平，不能提取位同步信號(hào)?單極性歸零碼–脈沖寬度小于碼元寬度，有直流，可提取位同步信號(hào)?雙極性歸零碼–脈沖寬度小于碼元寬度，三電平，可提取位同步信號(hào)單極性有直流、雙極性無(wú)直流；歸零碼包含位同步信號(hào)、不歸零碼不包含位同步信號(hào)2003-10-21數(shù)字通信與信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室8基本碼型的信號(hào)波形（1）11101001A二進(jìn)制單極性不歸零碼011101001A0二進(jìn)制雙極性不歸零碼-A11101001A二進(jìn)制單極性歸零碼0A0二進(jìn)制雙極性歸零碼-ATsτ適于通過(guò)同軸電纜等在設(shè)備之間進(jìn)行短距離傳輸，長(zhǎng)距離時(shí)不適合（2.04

7、8Mbps，幾十米到幾公里）2003-10-21數(shù)字通信與信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室9基本碼型的功率譜密度（1）歸零碼不歸零碼歸一化的功率譜01Ts1τf離散譜：?jiǎn)螛O性肯定有、雙極性不一定有，離散譜用來(lái)提取位同步；歸零碼、不歸零碼占用的頻帶寬度不一樣。2003-10-21數(shù)字通信與信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室10數(shù)字基帶傳輸常用碼型的設(shè)計(jì)原則?對(duì)于低頻受限信道，線路傳輸碼型中不應(yīng)含直流分量?碼型變換（碼型編譯碼）過(guò)程應(yīng)對(duì)任何信源具有透明性（但線路傳輸碼型的功率譜與信源的統(tǒng)計(jì)特性有關(guān)）?便于從基帶信號(hào)中提取位定時(shí)?便于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳輸系統(tǒng)的信號(hào)質(zhì)量（具有內(nèi)在的檢錯(cuò)能力）?避免出

8、現(xiàn)誤碼擴(kuò)散現(xiàn)象?對(duì)于分組型的傳輸碼型（如5B6B，4B3T），應(yīng)提供分組同步信息?盡量減少基帶信號(hào)中的高頻分量，節(jié)省頻帶?編譯碼盡量簡(jiǎn)單