通信原理i第5章-數(shù)字基帶傳輸

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1、第五章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)信息與通信工程學(xué)院無(wú)線通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室(WCSN)劉丹譜dpliu@bupt.edu.cn62282289主要內(nèi)容?引言?數(shù)字基帶信號(hào)波形及其功率譜密度?通過(guò)AWGN信道傳輸?shù)臄?shù)字基帶信號(hào)的接收?數(shù)字PAM信號(hào)通過(guò)限帶基帶信道的傳輸?AWGN干擾下數(shù)字PAM信號(hào)通過(guò)理想限帶信道的最佳基帶傳輸?眼圖?信道均衡?部分響應(yīng)系統(tǒng)?符號(hào)同步2數(shù)字通信系統(tǒng)模型信信信加調(diào)源道密制編編源器器碼碼噪聲干擾信道信信信解解源道密調(diào)譯譯宿器器碼碼3調(diào)制的分類(lèi)?調(diào)制：用欲傳輸?shù)脑夹盘?hào)m(t)去控制高頻正弦波或周期性脈沖信號(hào)的某一參量，使它隨m(t)發(fā)生變化?調(diào)制信號(hào)m(t)：原始基帶信號(hào)?模

2、擬調(diào)制：調(diào)制信號(hào)取值連續(xù)?數(shù)字調(diào)制：調(diào)制信號(hào)取值離散?載波C(t)：攜帶調(diào)制信號(hào)的信號(hào)?正弦波調(diào)制：正弦型信號(hào)作為載波?脈沖調(diào)制：周期性脈沖序列作為載波正弦波模擬調(diào)制：AM，F(xiàn)M，PM正弦波數(shù)字調(diào)制：ASK，F(xiàn)SK，PSK，QAM脈沖模擬調(diào)制：PAM，PDM，PPM脈沖數(shù)字調(diào)制：數(shù)字PAM，PCM/DPCM/ADPCM4數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸與頻帶傳輸?數(shù)字脈沖調(diào)制信號(hào)：基帶信號(hào)(功率譜密度為低通型)?數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸：將數(shù)字基帶信號(hào)通過(guò)基帶信道(傳遞函數(shù)為低通型)傳輸——信號(hào)頻譜不搬移，直接傳送。?同軸電纜，雙絞線?數(shù)字基帶信號(hào)經(jīng)正弦波調(diào)制：帶通信號(hào)?數(shù)字信號(hào)的頻帶傳輸：將數(shù)字帶通信號(hào)通過(guò)帶通

3、信道傳輸?光纖,無(wú)線5為什么要研究基帶系統(tǒng)？?頻帶系統(tǒng)也存在基帶傳輸問(wèn)題，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)；?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))，不只用于低速率傳輸，還有高速傳輸，并有迅速發(fā)展的趨勢(shì)。6若干基本概念?信息量：Ix()=?log2Px()(比特)MHx()=∑Px(ii)?????log2Px()(bit/符號(hào))i=1kHx==logMkbit/符號(hào)M=2且獨(dú)立等概()2()?符號(hào)傳輸速率：Rs(Baud)?信息傳輸速率：Rb(bit/s)R＝RlogM(bit/s)bs2R＝R/logM(bau

4、d)sb2?誤符號(hào)率：Ps?誤比特率：Pb?頻帶利用率：?jiǎn)挝粸閎it/s/Hz或Baud/Hz7主要內(nèi)容?引言?數(shù)字基帶信號(hào)波形及其功率譜密度?通過(guò)AWGN信道傳輸?shù)臄?shù)字基帶信號(hào)的接收?數(shù)字PAM信號(hào)通過(guò)限帶基帶信道的傳輸?AWGN干擾下數(shù)字PAM信號(hào)通過(guò)理想限帶信道的最佳基帶傳輸?眼圖?信道均衡?部分響應(yīng)系統(tǒng)?符號(hào)同步8數(shù)字脈沖幅度調(diào)制(PAM)二進(jìn)制信息序列M進(jìn)制幅度序列MPAM信號(hào)∑btnnbδ(?T)碼型∑atnnsδ(?T)發(fā)送st()=∑agtnTnT(?s)nnn變換濾波器1K1Rb=M=2R=TsbTK=TTssbgtGfTT()?()∞■st()=∑agtnTnT(?s)~M

5、進(jìn)制數(shù)字脈沖幅度調(diào)制(MPAM)n=?∞a~廣義平穩(wěn)隨機(jī)序列ngt()~發(fā)送脈沖波形(矩形、升余弦、高斯、半余弦脈沖)T9基本的數(shù)字基帶信號(hào)波形(1)?二進(jìn)制單極性不11101001歸零(NRZ)碼Aba=0,1?=0,10nnA0Tts??t1gtA()=rect???TT2??s?二進(jìn)制雙極性11101001A不歸零(NRZ)碼0ba=0,1?=1,1?+-Ann??t1gtA()=rect???TT2??s10基本的數(shù)字基帶信號(hào)波形(2)?二進(jìn)制單極性歸11101001A零(RZ)碼τ0ba=0,1?=0,1Tsnn??t1AgtA()=rect???T??τ20τt?二進(jìn)制雙極性歸A零

6、(RZ)碼0ba=0,1?=1,1?+-Ann??t1gtA()=rect???T??τ2適于通過(guò)同軸電纜等在設(shè)備之間進(jìn)行短距離傳輸11基本的數(shù)字基帶信號(hào)波形(2)?差分碼：用相鄰碼元電平是否跳變代表‘0’或‘1’bnanb~絕對(duì)碼+na~相對(duì)碼n差分編碼延遲Tb(相對(duì)編碼)aba=⊕nnn?111101001A0二進(jìn)制單極性不歸零碼11101001aba=⊕010110001相對(duì)碼nnn?1A單極性不歸零傳號(hào)差分碼0跳變：”1“11101001an=bn?an?1000011011相對(duì)碼A單極性不歸零空號(hào)差分碼12跳變：”0“0基本的數(shù)字基帶信號(hào)波形(3)?多電平碼波形kM=2k個(gè)二進(jìn)制符號(hào)

7、b一個(gè)M進(jìn)制符號(hào)ainbi111010011例.k=3,M=8an-7+3+1bbba123n7-000+75-001+53-010+31-011+10-1-100-1101-3-3-110-5-5-111-7-7-13數(shù)字PAM信號(hào)的功率譜密度(1)∞g(t)∞Td(t)=∑anδ(t?nTs)st()=∑agnT(t?nTs)n=?∞n=?∞*其中{aEnn}~廣義平穩(wěn)隨機(jī)序列，(a)==ma