通信原理第6章復(fù)習(xí)

1、 1 1、主要內(nèi)容、主要內(nèi)容: :基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型，基帶信基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型，基帶信號(hào)的頻譜特性，無(wú)碼間干擾的基帶傳輸（奈奎斯號(hào)的頻譜特性，無(wú)碼間干擾的基帶傳輸（奈奎斯特第一準(zhǔn)則），部分響應(yīng)系統(tǒng)（奈奎斯特第二準(zhǔn)特第一準(zhǔn)則），部分響應(yīng)系統(tǒng)（奈奎斯特第二準(zhǔn)則），基帶傳輸系統(tǒng)抗噪聲性能分析及眼圖，信則），基帶傳輸系統(tǒng)抗噪聲性能分析及眼圖，信號(hào)均衡原理等。號(hào)均衡原理等。 2 2、基本要求、基本要求: :掌握基帶傳輸?shù)幕敬a型、奈掌握基帶傳輸?shù)幕敬a型、奈奎斯特第一準(zhǔn)則，理解基帶傳輸系統(tǒng)抗噪聲性能奎斯特第一準(zhǔn)則，理解基帶傳輸系統(tǒng)抗噪聲性能分析及眼圖，了解奈奎斯特第二準(zhǔn)則和信號(hào)均衡分析及眼圖，了解奈奎斯

2、特第二準(zhǔn)則和信號(hào)均衡原理。原理。本章要求本章要求(參考學(xué)時(shí)為10學(xué)時(shí))基帶信號(hào)碼型基帶信號(hào)碼型奈奎斯特第一準(zhǔn)則奈奎斯特第一準(zhǔn)則部分響應(yīng)系統(tǒng)（奈奎斯特第二準(zhǔn)則）部分響應(yīng)系統(tǒng)（奈奎斯特第二準(zhǔn)則）基帶傳輸系統(tǒng)抗噪聲性能分析基帶傳輸系統(tǒng)抗噪聲性能分析眼圖的概念眼圖的概念知識(shí)要點(diǎn)知識(shí)要點(diǎn)6.1 6.1 引言引言 什么是基帶傳輸系統(tǒng)？什么是基帶傳輸系統(tǒng)？信號(hào)不經(jīng)過(guò)載波調(diào)制和解調(diào)而直接進(jìn)行傳輸 著重解決：著重解決： 怎樣設(shè)計(jì)系統(tǒng)的傳輸特性以實(shí)現(xiàn)基帶信號(hào)的成功傳輸在接收端得到的。 基帶傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 頻帶傳輸系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 信道信號(hào)形成器信道接收濾波器抽樣判決器基帶信號(hào) 輸入基帶信號(hào) 輸出 噪聲調(diào)制器信道

3、解調(diào)器輸入基帶信號(hào) 基帶信號(hào) 輸出 噪聲6.2 6.2 基帶傳輸?shù)某Ｓ貌ㄐ魏痛a型基帶傳輸?shù)某Ｓ貌ㄐ魏痛a型 (9種) 1.單極性不歸零（NRZ）波形 二進(jìn)制符號(hào)“1”、“0”分別對(duì)應(yīng)正電平和零電平，或負(fù)電平和零電平。在整個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)，電壓不回到零。 2.雙極性不歸零（BPNRZ）波形 “1”、“0”分別對(duì)應(yīng)正、負(fù)電平。在整個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)，電壓不回到零 。(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9) 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 00 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0圖6.2.1 數(shù)字基帶信號(hào)碼型（1）單極性不

4、歸零碼；（2）雙極性碼；（3）單極性歸零碼；（4）雙極性歸零碼；（5）差分碼；（6）交替極性碼（AMI）；（7）三階高密度雙極性碼( HDB3 )；（8）傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼（CMI）；（9）多進(jìn)制碼(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9) 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 00 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0基帶傳輸波形及碼型（基帶傳輸波形及碼型（3） 6.交替極性碼（AMI）也稱傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼?！?”碼仍與零電平對(duì)應(yīng)， “1”碼對(duì)應(yīng)極性交替的正、負(fù)電平。這種碼型把二進(jìn)制脈沖序列變?yōu)槿娖降姆?hào)序列，故稱偽三元序列。特

5、點(diǎn)：無(wú)直流成分，變?yōu)閱螛O性歸零碼后，可提取同步信號(hào)。缺點(diǎn)：連“0”碼過(guò)多時(shí)，提取同步信號(hào)困難?；鶐鬏敳ㄐ渭按a型（基帶傳輸波形及碼型（4） 7.三階高密度雙極性碼（HDB3） （1）“0”碼與零電平對(duì)應(yīng)，“1”碼采用極性交替反轉(zhuǎn)。（2）當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)四個(gè)“0”碼，將這四個(gè)連“0”變換成“000V”或“100V”（3）“V”是破壞極性反轉(zhuǎn)原則的符號(hào)“1”，用以標(biāo)記對(duì)四個(gè)連“0”的這種變換。并且，要求相鄰兩個(gè)“V”符號(hào)的電平極性相反，因此，有“000V”和“100V”兩種變換形式供選擇。 （4）破壞極性符號(hào)間有偶數(shù)個(gè)非零符號(hào)，就選“100V” 變換形式。(零個(gè)非零符號(hào)也算偶數(shù))(2013.1.8.講到

6、此)舉例說(shuō)明：舉例說(shuō)明：代碼： 1000 0 1000 0 1 1 000 0 1 1 AMI碼： -1000 0 +1000 0 -1 +1 000 0 -1 +1HDB3碼：-1000 V +1000+V -1 +1-B00 V +1 -1 -1000 1 +1000+1 -1 +1 -100 1 +1 -1優(yōu)點(diǎn)：除了保留AMI碼的優(yōu)點(diǎn)，而且減少了連0碼。有利于定時(shí)信號(hào)的恢復(fù)。編碼復(fù)雜，但譯碼簡(jiǎn)單。6.36.3 基帶信號(hào)的頻譜特性基帶信號(hào)的頻譜特性(p.149-153)(p.149-153) 基帶信號(hào)的頻譜是穩(wěn)態(tài)波和交變波的頻譜基帶信號(hào)的頻譜是穩(wěn)態(tài)波和交變波的頻譜 之和之和 若基帶信號(hào)序列

7、為：若基帶信號(hào)序列為： 其中其中(2012年2月28日講到6.3節(jié)) )(tStSn )(tStSn )(tStSnP1概率)(P)()(21SSnnTtgnTtgtS概率 單極性波形（雙邊）（單極性波形（雙邊）（6.3-21） 雙極性波形雙極性波形 （雙邊）（雙邊） （6.3-23）msssssmffmfGPffGPPfwP)()()1(| )(| )1 ()(221msssssmffmfGPffGPPfP)(|)() 12(| )(| )1 (4)(22例1：?jiǎn)螛O性單極性矩形脈沖波形波形 ，且)()(, 0)(21tgtgtg2/1PtTttgs其他, 02|, 1)(sssfTfTTfG

8、sin)()(41)(4)(41sin41)(222ffTSaTffTfTTfPsssssss包含包含連續(xù)譜連續(xù)譜和和離散譜離散譜 (p.153a )例2：雙極性雙極性矩形脈沖波形波形 ，且2/1PtTttgs其他, 02|, 1)(sssfTfTTfGsin)(僅含連續(xù)譜僅含連續(xù)譜(p.153b) )()()(21tgtgtg2SSPfGf222sinsin SSSSSSSfTfTPfTTT SafTfTfT2/1Pa.單極性矩形脈沖波形單極性矩形脈沖波形 b.雙極性矩形脈沖波形雙極性矩形脈沖波形 基帶脈沖序列的基帶脈沖序列的功率譜功率譜 -3/TS -2/TS 1/TS 0 1/TS 2/

9、TS 3/TS f (a) PS() -3/TS -2/TS 1/TS 0 1/TS 2/TS 3/TS f (b) PS() 6.4 無(wú)碼間干擾的基帶傳輸無(wú)碼間干擾的基帶傳輸 一、基帶傳輸模型圖6.4.1 基帶傳輸模型發(fā)送濾波器發(fā)送濾波器信道信道接收濾波器接收濾波器抽樣判決抽樣判決基帶信號(hào)基帶信號(hào)輸出輸出五、五、無(wú)碼間干擾時(shí)的基帶傳輸特性應(yīng)滿足無(wú)碼間干擾時(shí)的基帶傳輸特性應(yīng)滿足即：即：這樣的基帶系統(tǒng)，均可消除碼間干擾，叫這樣的基帶系統(tǒng)，均可消除碼間干擾，叫 奈奎斯特第一準(zhǔn)則奈奎斯特第一準(zhǔn)則基帶系統(tǒng)的總特性H()凡是能符合此要求的，均能消除碼間串?dāng)_。issTiHT1)2(1sTissTTiH)2

10、(sT上式的物理含意：（見(jiàn)光盤(pán)3）1、左邊的 是H(w)移位 再相加而成的2、檢查在區(qū)間 上能否疊加出水平直線 isTiH)2(.)210(/2、iTis)/,/(ssTT六、滿足奈奎斯特第一準(zhǔn)則的基帶傳輸特性：六、滿足奈奎斯特第一準(zhǔn)則的基帶傳輸特性：1、理想低通濾波器 奈奎斯特帶寬、奈奎斯特速度、頻帶利用率奈奎斯特帶寬、奈奎斯特速度、頻帶利用率2、具有“滾降”特性的低通濾波器 滾降系數(shù)的求解 升余弦頻譜特性（當(dāng) 取一般值時(shí)） 式中，為滾降系數(shù)，用于描述滾降程度。它定義為) 10(SSSSSSSSTTTTTTTTH)1 (,0)1 ()1 (),(2sin1 2)1 (0,)(222/41/c

11、os/sin)(TTTTssssttttthNff /1 其中，fN 奈奎斯特帶寬， f1 超出奈奎斯特帶寬的擴(kuò)展量 幾種滾降特性和沖激響應(yīng)曲線 滾降系數(shù)越大，h(t)的拖尾衰減越快 滾降使帶寬增大為 余弦滾降系統(tǒng)的最高頻帶利用率為 Nff /122Bd / Hz(1)(1)NBNfRBfNNfffB)1 (1Nff /1 奈奎斯特第二準(zhǔn)則奈奎斯特第二準(zhǔn)則： 有控制地在抽樣時(shí)刻引入固定的碼間干擾，就有控制地在抽樣時(shí)刻引入固定的碼間干擾，就能夠使頻帶利用率提高到理論上的最大值，并能夠使頻帶利用率提高到理論上的最大值，并且又降低了對(duì)定時(shí)精度的要求。通常把這種波且又降低了對(duì)定時(shí)精度的要求。通常把這種

12、波形稱為部分響應(yīng)波形，相應(yīng)地：利用部分響應(yīng)形稱為部分響應(yīng)波形，相應(yīng)地：利用部分響應(yīng)波形進(jìn)行傳送的基帶傳輸系統(tǒng)稱為部分響應(yīng)系波形進(jìn)行傳送的基帶傳輸系統(tǒng)稱為部分響應(yīng)系統(tǒng)。統(tǒng)。 )(tStSn )(tStSn6.5 部分響應(yīng)系統(tǒng)部分響應(yīng)系統(tǒng) 余弦譜傳輸特性余弦譜傳輸特性 間隔為間隔為T(mén)S的兩個(gè)理想低通特性的相加的兩個(gè)理想低通特性的相加 )2()2(sin)2()2(sin)(sssstTtTTtTTtTTtThSSSSTTTTH,0,2cos2)(6.6 基帶傳輸系統(tǒng)抗噪聲性能及眼圖基帶傳輸系統(tǒng)抗噪聲性能及眼圖 基帶傳輸系統(tǒng)抗噪聲性能 傳輸?shù)恼`碼率為 )(tStSn )(tStSn) 1/0() 1 () 0/ 1 () 0(PPPPPe 最佳判別門(mén)限最佳判別門(mén)限Vd*值可由下式求出值可由下式求出 最佳判決電平最佳判決電平 雙極性雙極性 單極性單極性 )(tStSn )(tStSn0dedVdP)1 ()0(ln2*2PPAVd) 1 ()0(ln2*2PPAAVd 雙極性基帶傳輸系統(tǒng)誤碼率為雙極性基帶傳輸系統(tǒng)誤碼率為 單極性基帶傳輸系統(tǒng)誤碼率為單極性基帶傳輸系統(tǒng)誤碼率為 )(tStSn )(tStSn2212121) 1/0(21)0/1 (21AerfcAerfPPPe2221221