第六章数字基带信号传输.

2019年12月18日星期三数字通信原理第六章数字基带信号传输数字基带传输系统是指不使用调制和解调装置，而直接传送数字基带信号的系统。数字基带信号是指未经调制的数字信号，其频谱是低通型的。2019年12月18日星期三数字通信原理§2数字基带信号常用的波形(a)单极性不归零波形(b)双极性不归零波形(c)单极性归零波形(d)差分码波形⊕-Tbbnan⊕-Tban(a)(b)1nnnbab1nnnbba2019年12月18日星期三数字通信原理数字基带信号常用的波形（e)多电平波形2019年12月18日星期三数字通信原理数字基带信号的码型码型是指所传输的代码序列的结构，编码规则不同，码型也不同。由于数字信道的特性和传输的要求不同，需要把原来的二进制代码序列，按照一定的规则进行转换，成为满足要求的传输码。原二进制代码——码型——波形（之间都是1对多关系）2019年12月18日星期三数字通信原理对传输码型的基本要求便于从传输序列中提取定时信息，以便能提取码元同步用的信号分量；尽量使码型中没有直流分量和小低频分量，因为实际信道一般是交流信道；应具有较高的传输效率，即在一定的传码率下具有较高的传信速率；能适应信源的统计特性，即“1/0”出现的概率为0.5，不出现长连“1”或长连“0”的情况。具有一定的自检错能力，能检测出基带信号码流中的错误状态。2019年12月18日星期三数字通信原理常用的码型－差分码2019年12月18日星期三数字通信原理常用的码型－AMI码2019年12月18日星期三数字通信原理常用的码型－HDB3码2019年12月18日星期三数字通信原理HDB3码－例12019年12月18日星期三数字通信原理HDB3码－例22019年12月18日星期三数字通信原理HDB3码－例32019年12月18日星期三数字通信原理常用的码型－HDB3码2019年12月18日星期三数字通信原理常用的码型－HDB3码2019年12月18日星期三数字通信原理常用的码型－nBmB码2019年12月18日星期三数字通信原理双相码、密勒码和CMI码2019年12月18日星期三数字通信原理数字基带信号的频谱特征数字基带信号也是一个随机过程，只能用统计的方法分析它的平均功率谱密度函数。数字基带信号的功率谱可分为连续谱和离散谱，连续谱反映的是信号中的交变部分，而离散谱反映的是信号中的周期信号成分。通过分析，可以：（1）根据功率谱特点，设计最适当的信道传输特性，选择合理的传输方式。（2）明确序列中是否含有离散谱，以确定是否可以从序列中提取定时信号。2019年12月18日星期三数字通信原理几种典型编码的频谱图2019年12月18日星期三数字通信原理§3码间干扰及无码间干扰的条件2019年12月18日星期三数字通信原理基带传输系统的传输过程2019年12月18日星期三数字通信原理码间干扰分析图中的发送滤波器、传输信道、接收滤波器和均衡器是其中的几个基本环节，能够等效成一个低通传递函数。输入的矩形脉冲信号经过低通传递函数后，其冲激响应具有无限长的拖尾，如图6-9（P149）所示。因此，在收端采样判决时刻的采样值可能存在相互干扰，即码间干扰。H(ω)ω1ω0/2-ω0/2(a)0h(t)t2π/ω04π/ω06π/ω0-2π/ω0-4π/ω0-6π/ω0(b)2019年12月18日星期三数字通信原理码间干扰之理论分析2019年12月18日星期三数字通信原理无码间干扰分析脉冲波形经过信道传输，产生失真是在所难免的。但是只要能保证在本码元的采样判决时刻，其他码元的干扰为0，就可认为无码间干扰。2019年12月18日星期三数字通信原理理想低通滤波器的冲激响应2019年12月18日星期三数字通信原理无码间干扰的时域条件2019年12月18日星期三数字通信原理无码间干扰的频域条件2019年12月18日星期三数字通信原理2019年12月18日星期三数字通信原理等效的理想低通2019年12月18日星期三数字通信原理升余弦形状的函数0ωH(ω)π/Tb-π/Tb2π/Tb-2π/TbTb(a)i=0i=-1i=10ωH(ω)π/Tb-π/Tb(b)i=00ωH(ω)π/Tb-π/Tb(c)i=-1i=+10ωH(ω)π/Tb-π/Tb(d)Tb升余弦低通等效过程不同滚降系数余弦特性的H(ω)及冲激响应曲线α=0H(ω)fW12W1Tb0.50.75α=10(a)h(t)0t11/2W1-1/2W1α=10.750.5(b)222/41)/cos(/)/sin()(bbbbTtTtTtTtth2019年12月18日星期三数字通信原理§4部分响应基带传输系统高的频带利用率和无码间干扰是矛盾的。能否寻求一种可实现的传输系统，它既能使频带利用率提高到理论上的最大值，又可降低对定时取样精度的要求；它允许存在一定的、受控制的符号间干扰，以便在接收端可以予以消除。这类系统称为部分响应系统。第Ⅰ类部分响应系统的冲激响应及传递函数)2T1(T)2T1(Tsinbbbb)2T1(T)2T1(Tsinbbbbk(t)(a)TbTbTb0H(ω)ω(b)π/Tb0TbTbTbTb取样脉冲2019年12月18日星期三数字通信原理§5基带传输系统抗噪声分析【注】针对无码间干扰的数字基带传输系统。2019年12月18日星期三数字通信原理误码率分析2019年12月18日星期三数字通信原理抗噪声性能分析2019年12月18日星期三数字通信原理所谓眼图，就是指基带系统的输出信号在示波器上显示的图形，因为在传输二进制信号波形时，它很像人的眼睛。【操作】§6眼图实际传输时的数字基带信号波形接收滤波器输出的波形示波器扫描两个码元周期时的数字基带信号波形2019年12月18日星期三数字通信原理对眼图的分析（1）不存在符号间干扰和噪声时，眼图的迹线又细、又清晰，眼孔最大，说明传输质量好。（2）存在符号间干扰和噪声时，眼图的迹线加粗，眼孔变小，说明传输质量下降。2019年12月18日星期三数字通信原理根据眼图估计基本参数2019年12月18日星期三数字通信原理时域均衡滤波器2019年12月18日星期三数字通信原理均衡效果的指标2019年12月18日星期三数字通信原理均衡效果的计算2019年12月18日星期三数字通信原理位同步