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認(rèn)證類型：個(gè)人認(rèn)證

認(rèn)證主體：翟**（實(shí)名認(rèn)證）

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IP屬地：北京 上傳時(shí)間：2022-10-10 格式：PPTX 頁數(shù)：23 大小：269.44KB 積分：15 舉報(bào) 版權(quán)申訴

1、2022年9月13日3.10 信道容量概念例： 信噪比為26db的電話語音信道，通過帶寬為3.4KHz的模擬電話信道，求信道容量。例：通過信噪比為30db的信道，每秒傳輸24幀1024X768像素的8位灰度圖像（黑白數(shù)字電視的基本要求），至少需要多大的信道帶寬？2022年9月13日 5.1 引言 5.2 數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性 5.2.1 數(shù)字基帶信號(hào) 5.2.2 基帶信號(hào)的頻譜特性 5.3 基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型 5.4 基帶脈沖傳輸與碼間干擾 5.5 無碼間干擾的基帶傳輸特性 5.6 部分響應(yīng)系統(tǒng) 5.7 基帶傳輸系統(tǒng)的抗噪聲性能 5.8 眼圖2022年9月13日數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)基帶基帶信號(hào)

2、基帶傳輸頻帶頻帶信號(hào)頻帶傳輸基帶：信源發(fā)出的沒有經(jīng)過調(diào)制的原始信號(hào)所固有的頻率帶寬，稱為基本頻帶，簡稱基帶；頻率帶寬：一個(gè)信號(hào)所占有的從最低的頻率到最高的頻率之差。 調(diào)制（進(jìn)行頻譜搬移和變換）就是對(duì)信號(hào)源的信息進(jìn)行處理加到載波上，就是使載波隨信號(hào)而改變的技術(shù)。作用在于把基帶信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)相對(duì)基帶頻率而言頻率非常高的信號(hào)以適合于信道傳輸。這個(gè)信號(hào)叫做已調(diào)信號(hào)，而基帶信號(hào)叫做調(diào)制信號(hào)。 調(diào)制是通過改變高頻載波即消息的載體的幅度、相位或者頻率，使其隨著基帶信號(hào)幅度的變化而變化來實(shí)現(xiàn)的。 通過調(diào)制，不僅可以進(jìn)行頻譜搬移，把調(diào)制信號(hào)的頻譜搬移到所希望的位置上，從而將調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合于傳播的已調(diào)信號(hào)，而

3、且它對(duì)系統(tǒng)的傳輸有效性和傳輸?shù)目煽啃杂兄艽蟮挠绊?，調(diào)制方式往往決定了一個(gè)通信系統(tǒng)的性能。 信源發(fā)出的沒有經(jīng)過調(diào)制的原始電信號(hào)，就是基帶信號(hào)，其特點(diǎn)是頻率較低，信號(hào)頻譜從零頻附近開始，具有低通形式?？煞譃閿?shù)字基帶信號(hào)和模擬基帶信號(hào)?；鶐盘?hào)就是發(fā)出的直接表達(dá)了要傳輸?shù)男畔⒌男盘?hào)，比如我們說話的聲波就是基帶信號(hào)。（基帶信號(hào)包含了頻率達(dá)到無窮大的交流成份和可能的直流成份）由于在近距離范圍內(nèi)基帶信號(hào)的衰減不大，因此在傳輸距離較近時(shí)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都采用基帶傳輸方式。如從計(jì)算機(jī)到監(jiān)視器、打印機(jī)等外設(shè)的信號(hào)就是基帶傳輸?shù)?。大多?shù)的局域網(wǎng)使用基帶傳輸，如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)。頻帶信號(hào)(通帶信號(hào))在通信中，由于基帶

4、信號(hào)具有頻率很低的頻譜分量,出于抗干擾和提高傳輸率考慮一般不宜直接傳輸,需要把基帶信號(hào)變換成其頻帶適合在信道中傳輸?shù)男盘?hào)，變換后的信號(hào)就是頻帶信號(hào)（只包含了一種頻率的交流成份或者有限幾種頻率的交流成份）其主要用于網(wǎng)絡(luò)電視和有線電視的視頻廣播。2022年9月13日5.1 引言數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng) 基帶數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)至信道自終端數(shù)據(jù)輸入擾亂器接口電路(串并/碼型/多電平)變換電路網(wǎng)孔均衡線路放大發(fā)送濾波輸出電路發(fā)時(shí)鐘系統(tǒng)(a)發(fā)送方自信道數(shù)據(jù)輸出至終端增益控制輸入電路(電平/碼型/并串)逆變換電路時(shí)域均衡解擾器接收濾波接口電路收時(shí)鐘(定時(shí)提取)系統(tǒng)抽樣判決(b)接收方產(chǎn)生數(shù)字基帶脈沖信道信號(hào)形成信道信號(hào)

5、接收處理基帶脈沖恢復(fù)數(shù)據(jù)變換數(shù)據(jù)恢復(fù)2022年9月13日5.1 引言基帶信號(hào)形成器信道接收濾波器抽樣判決器基帶脈沖輸入基帶脈沖輸出干擾圖5-1 基帶傳輸系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)噪聲n（t）接收器發(fā)送器調(diào)制器發(fā)送帶通接收帶通接收低通抽樣判決解調(diào)器信道圖5-2 頻帶傳輸系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)基帶脈沖輸入基帶脈沖輸出2022年9月13日5.2 數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性5.2.1 數(shù)字基帶信號(hào)表示數(shù)字(0、1、2、.）的基本頻帶信號(hào)。 低頻成分豐富； 最高頻率比最低頻率高得多。二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 （a）單極性不歸零碼 （b）單極性歸零碼 （c）雙極性不歸零碼 （d）雙極性

6、歸零碼（e）單極性三角形碼Ts Ts AAAAA-A-A-A-3A3A-AA（f）雙極性四電平碼 tttttt圖2.1 幾種數(shù)字基帶電信號(hào)波形差分碼？2022年9月13日5.2 數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性5.2.1 數(shù)字基帶信號(hào)二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的一般表示其中，an表示第個(gè)信息符號(hào)對(duì)應(yīng)的電平值（0、1或-1、+1等）；g（t-nTs）表示符號(hào)的形狀。2022年9月13日6.1 數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性6.1.2 基帶信號(hào)的頻譜特性圖6-2 隨機(jī)脈沖序列示意波形碼寬（碼元間隔）：Tss（t）g1（t+3 Ts）g2（t2Ts） -3Ts -2Ts -Ts 0 Ts 2Ts 3Ts t2022年9月

7、13日5.2 數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性5.2.2 基帶信號(hào)的頻譜特性S(t)分解為穩(wěn)態(tài)波v(t)和交變波u(t)，穩(wěn)態(tài)波是隨機(jī)序列s(t)的統(tǒng)計(jì)平均分量，取決于每個(gè)碼元內(nèi)出現(xiàn)g1(t)g2(t)的概率加權(quán)平均(6.1-5)由于v(t)在每個(gè)碼元內(nèi)的統(tǒng)計(jì)波形相同， v(t)是以Ts為周期的周期信號(hào)2022年9月13日5.2 數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性5.2.2 基帶信號(hào)的頻譜特性u(píng)(t)是隨機(jī)脈沖序列2022年9月13日5.2 數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性5.2.2 基帶信號(hào)的頻譜特性二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的功率譜密度為： ,i = 0或1(6.1-26)雙邊功率譜密度單邊功率譜密度(5.2-25)202

8、2年9月13日5.2 數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性5.2.2 基帶信號(hào)的頻譜特性1基帶數(shù)據(jù)信號(hào)的頻譜一般由連續(xù)譜和離散譜兩部分組成。連續(xù)譜總是存在的，這是因?yàn)榇頂?shù)據(jù)信息的g1（t）和g2（t）波形不能完全相同，故有G1（f）不等于G2（f），譜的形狀取決于g1（t），g2（t）的頻譜和出現(xiàn)概率p，但有的情況下可以沒有離散譜。例如對(duì)雙極性信號(hào)，由于g0（t）= g1（t），當(dāng)P =（1-P）= 0.5 時(shí)，不存在離散譜。2 基帶數(shù)據(jù)信號(hào)的頻譜的結(jié)構(gòu)（幅度、寬度、形狀等）: 與采用代表“0”和“1”的電符號(hào)g0（t）與g1（t）的形狀有關(guān)； 與輸出數(shù)據(jù)符號(hào)的速率fs 有關(guān)； 與兩種符號(hào)g0（t）與g

9、1（t）的出現(xiàn)概率有關(guān)。2022年9月13日5.2 數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性例 求雙極性不歸零和歸零矩形脈沖序列的功率譜2022年9月13日5.2 數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性例 求單極性歸零矩形脈沖序列的功率譜當(dāng)fmfs時(shí)，G(mfs)的取值情況為：m=0，G(0)=TsSa(0)不等于0，因此有直流分量；m為奇數(shù)時(shí)， G(mfs )不等于0，有離散譜，因而有定時(shí)分量；m為偶數(shù)時(shí)， G(mfs )0，無離散譜2022年9月13日5.2 數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性綜上所述，通過對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)的二進(jìn)制隨機(jī)脈沖序列功率譜的分析，我們一方面可以根據(jù)它的連續(xù)譜來確定序列的帶寬，從上述舉例可以看出，當(dāng)數(shù)字基帶

10、信號(hào)用矩形脈沖表示時(shí)，其帶寬為連續(xù)譜的第一零點(diǎn)帶寬；另一方面利用它的離散譜是否存在這一特點(diǎn)，可以明確能否從脈沖序列中直接提取定時(shí)分量和采取怎樣的方法可以從基帶脈沖序列中獲得所需的離散分量。這一點(diǎn)，在本書第十章研究位同步、載波同步等問題時(shí)將是十分重要的。需要指出的是，以上的分析方法，由于g1(t)和g2(t)的波形沒有加以限制，故即使它們不是基帶信號(hào)波形，而是數(shù)字調(diào)制波形，也將是適用的。2022年9月13日5.2 數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性5.2.2 基帶信號(hào)的頻譜特性-3fs -2fs -fs 0 fs 2fs 3fs 4fs f（Hz）Pd（f）-2fs -fs 0 fs 2fs f（Hz）P

11、c（f）-2fs -fs 0 fs 2fs f（Hz）Pa（f）-3fs -2fs -fs 0 fs 2fs 3fs 4fs f（Hz）Pb（f）（a） 單極性不歸零碼（b） 單極性歸零碼 （= 0.5Ts）（c） 雙極性不歸零碼（d） 雙極性歸零碼 （= 0.5Ts）圖X.X 幾種常見數(shù)據(jù)信號(hào)的功率譜密度（單位：W/Hz）2022年9月13日?qǐng)DX.X中 幾種常見數(shù)據(jù)信號(hào)的功率譜密度表達(dá)式5.2 數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性5.2.2 基帶信號(hào)的頻譜特性單極性信號(hào)必有直流分量（離散譜）。單極性不歸零碼雙極性不歸零碼雙極性歸零碼單極性歸零碼雙極性信號(hào)可能沒有直流分量和其他離散譜。無論單、雙極性，歸零

12、碼的頻帶都比非歸零碼的頻帶寬。2022年9月13日5.2 數(shù)字基帶信號(hào)及其頻譜特性5.2.2 基帶信號(hào)的頻譜特性雙極性不歸零碼雙極性歸零碼雙極性信號(hào)可能沒有直流分量和其他離散譜。雙極性碼什么情況下沒有離散譜？g0(t)=-g1(t)？P(0)=P(1)=1/2？正確的答案是：隨機(jī)信號(hào)波形正負(fù)統(tǒng)計(jì)面積對(duì)稱!2022年9月13日5.3 基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型（線路傳輸碼）線路傳輸碼應(yīng)具有的主要特性：能夠從其相應(yīng)的基帶信號(hào)中提取出定時(shí)信息；相應(yīng)的基帶信號(hào)中應(yīng)該不含直流分量，低頻成分盡量少；不受信源發(fā)送符號(hào)統(tǒng)計(jì)特性的影響，即能夠適應(yīng)信源的變化；具有內(nèi)在的檢錯(cuò)能力；編碼方法應(yīng)該盡量簡單，并考慮盡量提高傳輸碼

13、型的傳輸效率。常用線路傳輸碼：AMI、HDB3、Manchester等。信號(hào)序列的功率譜密度中存在與碼速 fs 對(duì)應(yīng)的離散譜。 防止線路設(shè)備中隔直電容對(duì)信號(hào)的影響。抑制信源符號(hào)中的長連“0”對(duì)信號(hào)定時(shí)提取的影響。2022年9月13日5.3 基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型（線路傳輸碼）單極性與雙極性非歸零碼（NRZ碼）0 1 0 1 1 0 1 Ps (f) 含直流分量Ts 不含fs分量 （Ts = 1 fs是碼元間隔）t 0 fs 2fs f (a) 單極性NRZ碼波形與功率譜密度Ps(f)圖形 0 1 0 1 1 0 1 不含直流分量Ps(f)Ts 不含f s分量0 fs 2fs f t(b) 雙極性N

14、RZ碼波形與功率譜密度Ps(f)圖形 不歸零（NRZ）矩形脈沖碼的波形與功率譜密度圖形 直流和過大低頻成分、不含時(shí)鐘，不適合作為線路傳輸碼！2022年9月13日5.3 基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型（線路傳輸碼）單極性與雙極性歸零碼（RZ碼）歸零（RZ）矩形脈沖碼的波形與功率譜密度圖形 0 1 0 1 1 0 1 Ps (f) 含有直流分量Ts 含f s分量（離散譜） t 0 f s 2f s f (a) 單極性RZ碼波形與功率譜密度Ps(f)圖形 0 1 0 1 1 0 1 Ps (f) 不含有直流分量Ts 含fs分量（離散譜） 0 f s 2f s f t(b) 雙極性RZ碼波形與功率譜密度Ps(f)

15、圖形 直流和過大的低頻成分，不適合作為線路傳輸碼！2022年9月13日5.3 基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型（線路傳輸碼）傳輸中使用的線路編碼通常都是雙極性的歸零碼。 1雙極性傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼（AMI碼）單極性 1 0 1 1 0 1 NRZ Ps（f） AMI碼的功率譜密度 Ts 雙極性 AMI t t（RZ） 0 fs 2fs f 圖X.X AMI（RZ）碼（= 0.5 Tc）的波形與功率譜密度圖形 1不再含直流分量和豐富的低頻分量；2雖然它本身不含碼元時(shí)鐘fc 的頻率成份，但只要在接受端將AMI信號(hào)簡單整流就變?yōu)閱螛O性歸零碼信號(hào)，就產(chǎn)生了時(shí)鐘成份；3注意到AMI碼中不會(huì)相繼出現(xiàn)極性相同的兩個(gè)或多個(gè)脈沖，這點(diǎn)表明了AMI碼具有一定的內(nèi)在的檢測(cè)誤碼能力。4AMI碼第一零點(diǎn)帶寬是fs(與NRZ相同),效率較高;編解碼簡單易于實(shí)現(xiàn)。2022年9月13日5.3 基帶傳輸?shù)某Ｓ么a型（線路傳輸碼）2雙極性三階高密度碼（HDB3碼） 以傳號(hào)交替翻轉(zhuǎn)碼（AMI）為基礎(chǔ)，當(dāng)遇到4個(gè)連零時(shí)，用“0001” 來取代“0000”，該“0001”稱為取代節(jié)，其中“1”的極性與前邊一個(gè)信號(hào)的極性相，違背極性交替翻轉(zhuǎn)原則，故此碼被稱為“V”碼。 在前一個(gè)V 碼后，若經(jīng)奇數(shù)個(gè)（包括0個(gè)）傳號(hào)后出現(xiàn) “0