文元美現(xiàn)代通信原理課件第4章數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸2

4.1

數(shù)字基帶信號(hào)4.2

數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)4.3

無(wú)碼間串?dāng)_的基帶傳輸系統(tǒng)4.4

眼

圖4.5

時(shí)域均衡原理4.6

部

分

響

應(yīng)

技

術(shù)課件數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸?shù)?/p>

4

章

數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸BACK2020/8/18亻

扌避免故考婁

女

法

基

持

號(hào)口賣專數(shù)字

基

帶

傳

輸

系

統(tǒng)的

基

本

結(jié)

構(gòu)2020/8/18

課件2數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸扌

布

1個(gè)題后面的排

題于秀4.1

數(shù)

字

基

帶

信

號(hào)4.1.1

數(shù)字基帶信號(hào)的常用碼型傳輸碼型的選擇，

主要考慮以下幾點(diǎn)：(1)碼型中低頻、

高頻分量盡量少；(2)碼型中應(yīng)包含定時(shí)信息，以便定時(shí)提取；(3)碼型變換設(shè)備要簡(jiǎn)單可靠；(4)碼型具有一定檢錯(cuò)能力，若傳輸碼型有一定的規(guī)律性，

則就耐根據(jù)這一規(guī)律性來(lái)檢測(cè)傳輸質(zhì)量，以便做到自動(dòng)監(jiān)測(cè)3數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸(5)編碼方案對(duì)發(fā)送消息類型不應(yīng)有任何限制，適合于所有的二進(jìn)制信號(hào)。這種與信源的統(tǒng)計(jì)特性無(wú)關(guān)的特性稱為

對(duì)

信

源具

有

透明

性

；(6)低誤碼增殖；(7)高的編碼效率。2020/8/18

課件4數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸數(shù)字基帶信號(hào)碼型(a)

單極性(NRZ)

碼；(b)(b)雙極性(NRZ

)碼；

(c)(c)

單極性(RZ

)碼；

(d)

雙極性(RZ)

碼

；(e)

差

分

碼

；(f)

交替

極

性

碼(AMI);(g)三階高密度雙極性碼(HDB

(h)

分

相

碼

，(i)信號(hào)反轉(zhuǎn)碼(CMI)s二進(jìn)制代碼(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(1

)

發(fā)

送

能

量

大，

有

利

于

提

高

接

收

端

信

噪比

；(

2

)

在

信

道

上占

用

頻

帶

較窄

；(3)有

直

流

分

量，

將導(dǎo)

致

信號(hào)的失

真與畸

變；且由于直

流分量的

存

在，

無(wú)

法

使

用

一

些交

流

耦

合

的

線

路

和

設(shè)

備

；(

4

)

不

能

直

接

提

取

位同

步

信

息

；(

5

)

接收

單

極

性NRZ

碼的

判

決電

平

應(yīng)

取

“

1”

碼

電

平

的

一

半

。2020/8/18課

件61.單極性不歸零(NRZ)碼數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳輸0

1

0

0

0

01

10

0

00

01

0

10f(1)從統(tǒng)計(jì)平均角

度

來(lái)

看

，

“1”

和

“

0”

數(shù)

目

各占

一

半時(shí)

無(wú)直流分量

，但當(dāng)

“1”

和

“

0”

出

現(xiàn)

概

率不

相等時(shí)，

仍

有

直

流

成

份

；(2)接收端判決門限為0,

容易設(shè)置并

且

穩(wěn)

定

,，

因

此

抗

干擾能

力

強(qiáng)；2

0(

3

91

可以

在電

纜

等

無(wú)

接

地

線

避

傳

輸。

72.

雙

極

性

不

歸

零(NRZ)

碼數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳輸在傳送

“1”

碼時(shí)發(fā)送1個(gè)寬度小于碼元

持

續(xù)時(shí)間的歸零脈沖

；

在傳送

“0”

碼時(shí)不

發(fā)

送

脈

沖。其

特

征

是

所

用

脈

沖

寬

度比碼元寬度窄，

即還沒(méi)有到一個(gè)碼元終止時(shí)刻就回到零值，

因此，

稱其為單極性歸零碼。脈沖寬度x與碼元寬度T,之比t/T,叫占空

比

。單極性RZ

碼

與

單

極

性NRZ碼

比較

，除仍具有

單

極

性碼

的

一般缺點(diǎn)外，主要優(yōu)點(diǎn)是可以直接提取同步信號(hào)。此優(yōu)點(diǎn)雖不

意味著單極性歸零碼能廣泛應(yīng)用到信道上傳輸，但它卻是其它

碼型提取同步信號(hào)需采用的一個(gè)過(guò)渡碼型。即它是適合信道傳輸

的

，

但不能直接提取

同步信

號(hào)

的碼

型

，可

先

變

為

單

極

性歸

s

再提取同步信號(hào)。

課件

83.單極性歸零(RZ)

碼數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸t(

1

)

在

“

1

”

、

“

0”

碼

不

等

概

率

情

況

下，

也無(wú)直流成分，

且零頻附近低頻分量小。

因此

，

對(duì)具有變壓器或其它交流耦合的

傳輸信道來(lái)說(shuō)，

不易受隔直特性影響。(2)若接收端收到的碼元極性與發(fā)送端完

全相反，

也

能

正確判決

。(3)只

要

進(jìn)

行

全

波

整

流

就

可以變

為

單

極

性

碼

。2020/8/18

課件94.

雙

極

性

歸

零(RZ)碼數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳輸2020/8/18

課件

10數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸0

1

0OO

011

0

0

0001

O10差

分

碼5.tt數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸6.

交

替

極

性

碼(AMI)2020/8/18

課件

117.三階高密度雙極性碼(HDB?

)當(dāng)信碼序列中加入破壞脈沖以后，

信碼B

和破壞脈沖V

的正

負(fù)必須滿足如下兩個(gè)條件：2020/8/18

課件12數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸(1)B

碼和V碼各自都應(yīng)始終保持極性交替變化的規(guī)律，以便確保編好的碼中沒(méi)有直流成分。(2)V

碼必須與前一個(gè)碼(信碼B)同極性，以便和正常的AMI碼區(qū)分開(kāi)來(lái)。

如

果這個(gè)條件得不

到滿

足

，那

么應(yīng)該在

四

個(gè)

連

“

0”

碼的

第一

個(gè)

“0”

碼

位

置

上

加

一

個(gè)

與V

碼

同極性

的補(bǔ)

信碼，用符號(hào)B'表示。此時(shí)B碼和B'碼合起來(lái)保持條件(1)中

信碼極

性

交替

變

換的規(guī)

律

。2020/8/18課件

13數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳

輸HDB32020/8/18

課

件

140

1

0

0

0

0

1

1

0

00

0

0

1

0

1

0ff數(shù)字雙相碼又稱Manchester碼，

其編碼規(guī)則是：將信息

代碼0編碼為線路碼“01”;信息代碼1編碼為線路碼“10”(也可以將信息代碼0、1的編碼規(guī)則反之)。010000

1

1

O0

00

01010數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸8.

分

相

碼2020/8/18tf課件15數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸9.

傳

號(hào)

反

轉(zhuǎn)

碼(CMD0

1

0

0

00

11

0

00

1

01ffCMI碼的編碼規(guī)則是：將信息代碼0編碼為線路碼

“

0

1

”

;

信

息

代

碼

1

編

碼

為

線

路

碼

“

1

1

”

與

“

0

0

”

交

替

出

現(xiàn)

。2020/8/18課件

16四

進(jìn)

制

代

碼

波

形2020/8/18

課件

17數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸10.

多

進(jìn)

制

碼1、AMI→HDB?

(分立元件或?qū)Ｓ眯酒?

2

、

單

極

性

不

歸

零

碼

→

單

極

性

歸

零

碼單

極

性

不

歸

零

碼

→

單

極

性

歸

零

碼a-

單極

性

不歸

零

碼b-

碼元同步脈

沖c-

單極

性歸

零

碼用

數(shù)

字

電

路

實(shí)

現(xiàn)

碼

型

之

間

的

變

換數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳

輸2020/8/18課

件18數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳

輸單

極

性

不

歸

零

碼

←

-

單

極

性

歸

零

碼Q-單極性不歸

零

碼cp-

碼元同步脈沖D-

單極性歸

零

碼用

D觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)狀

態(tài)

方

程

為

：Q+!=DD觸

發(fā)器DCp2020/8/18課

件QCp19→

差

分

碼Q"+1=JQ”+KQ";取J=K=1則Q“+1=Q”數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳

輸3、

單

極

性

不

歸

零

碼

一

差

分

碼a-

單

極

性

不

歸

零碼

cp-碼元同

步

脈

沖

Q-單極

性

歸

零

碼單

極

性

不

歸

零

碼用

J-K

觸發(fā)

器

實(shí)

現(xiàn)狀

態(tài)

方

程

為

：J=1與

CpK=1課

件

20J-k觸

發(fā)

器Cpa2020/8/18Qtp數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳

輸單

極

性

不

歸

零

碼

→

差

分

碼用異或

門實(shí)現(xiàn)狀

態(tài)

方

程

為：

D

k延

時(shí)課

件

21異或2020/8/18CkCP數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳

輸差

分

碼

→

單

極

性

不

歸

零

碼用

異

或

門實(shí)

現(xiàn)狀

態(tài)

方

程

為：

DK延

時(shí)課

件

22異或2020/8/18C

kCP4.1.2

數(shù)

字

基

帶

信

號(hào)

功

率

譜隨機(jī)過(guò)程的頻譜特性是用它的功率譜密度來(lái)表述的。我

們知道，隨機(jī)過(guò)程中的任一實(shí)現(xiàn)是一個(gè)確定的功率型信號(hào)，而對(duì)于任意的確定功率信號(hào)f(t),它的功率譜密度為過(guò)程的功率譜密度應(yīng)看做是任一實(shí)現(xiàn)的功率譜的統(tǒng)計(jì)平均，即2020/8/18

課件

23數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸數(shù)

字

基

帶

信

號(hào)

的

一

般

數(shù)

學(xué)

表

達(dá)

式設(shè)二進(jìn)制的隨機(jī)脈沖序列如圖

(a)

所示。其中，假設(shè)gl(t)表示“0”碼，

g2(t)表示“1”碼。gl(t)

和g2(t)

在

實(shí)際中可以是任意的脈沖，但為了便于在圖上區(qū)分，這里我們把gl(t)

畫成寬度為Ts的方波，

把g2(t)畫成寬度為Ts的三角波。現(xiàn)在假設(shè)序列中任一碼元時(shí)間Ts內(nèi)gl(t)

和g2(t)出現(xiàn)的概率分別為

P和1-P,

且認(rèn)為它們的出現(xiàn)是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的，則s(t)可用下式表征。即,

木既工率概

率P。出

班

時(shí)對(duì)

對(duì)

，出課件20224隨

機(jī)

脈

沖

座剛

示

意

波

形數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳

輸2020/8/1825為了使頻譜分析的物理概念清楚，推導(dǎo)過(guò)程簡(jiǎn)化，我們可以把s(t)

分解成穩(wěn)態(tài)波v(t)和交變波u(t)。所謂穩(wěn)態(tài)波，

即是隨機(jī)序列s(t)的統(tǒng)計(jì)平均分量，它取決于每個(gè)碼

元內(nèi)出現(xiàn)gl(t)

、

g2(t)的概率加權(quán)平均，且每個(gè)碼元統(tǒng)計(jì)平均波形相同，

因此可表示成其波形如圖(b)

所示，

顯然v(t)是一個(gè)以Ts為周期的周期函數(shù)。2020/8/18

課件

26數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸顯然u(t)是隨

機(jī)

脈

沖

序

列，圖

(c)畫出

了u(t)的

一

個(gè)

實(shí)

現(xiàn)

。2020/8/18課件273D

一3t—n3]L

以

根

死

蓉L以

根

死

三

日交

變

波u(t)是

s(t)與

v(t)之

差，即u(t)=s(t)-v(t)數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳

輸或

者

寫

成下面我們根據(jù)上兩式，

分別求出穩(wěn)態(tài)波v(t)和交變波u(t)的功率譜，將兩者

的功率譜合并起來(lái)就可得到隨機(jī)基帶脈沖序列s(t)的頻譜特性1

、v(t)的功率譜密度pv(f)由于V(t)是

以Tb為周期的周期信號(hào)，故可展開(kāi)成傅氏級(jí)數(shù)，然后根據(jù)周期

信號(hào)功率譜密度與傅氏系數(shù)的關(guān)系得到V(t)的功率譜。穩(wěn)態(tài)波是離散線

譜，根據(jù)離散譜可確定隨機(jī)序列是否含有直流分量和定時(shí)分量。2

、U(t)

功率譜密度pu(f)U(t)是功率型隨機(jī)脈沖序列，它的功率譜密度可用截短函數(shù)和求統(tǒng)計(jì)平均

的方法來(lái)求。交變波的功率譜是連續(xù)譜，與gl(t)、g2(t)的頻譜以及出現(xiàn)的概率有關(guān)。根據(jù)連續(xù)譜可確定隨機(jī)序列的帶寬。3

、s(t)=u(t)+v(t)

的功率譜密度p(f)2020/8/18

課件

28數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸T。為隨機(jī)脈沖周期，

gi(t)、g?(t)分別表示二進(jìn)制碼“0”和“1”,則經(jīng)推導(dǎo)沖的雙邊功率譜

Pz(w)為+fop(1-p)|G?(f)-G?(f)|2其中G?(f)

、G?(f)分別為g?(t)

、g?(t)的傅氏變換，

fo=1/Tb。以概率

p出

現(xiàn)以概率(1一p)出現(xiàn)假設(shè)隨機(jī)脈沖

序

列

為數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳輸其中2020/8/18課

件29從上式我們可以得

出如下結(jié)論：?jiǎn)螛O性不歸零信號(hào)若

假

設(shè)g?(t)=0,g?(t)

為門函數(shù)，且p=1/2,則

功

率

譜

密

度

為2020/8/18

課

件

30其

中把

G(f)=T,Sa(πfT,)

代

入上

式只有連續(xù)譜和直

流

分量。數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳輸雙極性不歸零信號(hào)當(dāng)P=1/2時(shí)，雙極性信號(hào)的譜密度為2020/8/18課件

31單極性歸零碼譜密度雙極性歸零碼譜密度數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸γ是占空比動(dòng)畫演示利用數(shù)值積分，

由上式可求得雙極性歸零信號(hào)和單極性歸零信號(hào)的帶寬近似為根據(jù)信號(hào)功率的90%來(lái)定義帶寬B,

則有2020/8/18

課件32數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸待變

換

碼

流串/并移位

寄存

器(模式控

制

)●●●

A

m

-2

A

m

-1

A

mPROM…

D

D

D

D0

(M)(M?)移位寄存器已

變

換

碼

流課件4-3

碼表存

儲(chǔ)

法

方

框圖●4.1.3

碼

型

變

換

的

基

本

方

法1.

碼

表

存

儲(chǔ)

法數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸n-3

n-2n

-1

nA

A0并/

串2020/8/18DD33●●

●串/并行變換移位寄存器2020/8/18

圖

4

-

4

布緘

邏

輯

法

方

框圖34并/串行變換移位寄存器數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸2.布線邏輯法待變換碼流已變換碼流布線邏輯CP

CM碼輸出&

NRZ

0abcMoIQ

NRZ碼輸出

dCP?NRZ

0C(b)

(c)圖

4

-

5

CMI編/譯碼器及各點(diǎn)波形2020/8/1(a)CMI碼編碼器電路；(b)MI碼譯碼器電路；(c)

各點(diǎn)波形

35CM

碼

輸

入1延時(shí)T1定

時(shí)提取DCP&(a)&「相位調(diào)整NRZ馬輸入CP時(shí)鐘

1數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸&

a1C1

0

1

1

0

0

1DCP?b

&d13.單片HDB?編譯碼器近年來(lái)出現(xiàn)的HDB?編碼器采用了CMOS型大規(guī)模集成電

路CD22103,

該器件可同時(shí)實(shí)現(xiàn)HDB?

編、譯碼，誤碼檢測(cè)及

AI

S

碼檢出等

功

能。主

要

特點(diǎn)

有

：①

編、譯碼規(guī)則符合CCITT

G.703建議

，

工作速率為

5

0kb/s~10

Mb/s;②

有HDB3和AMI編、

譯碼選擇功能；③

接收部分具有誤碼檢測(cè)和AIS

信號(hào)檢測(cè)功能

；④

所有輸入、

輸出接口都與TTL兼容；2020)具有內(nèi)部自環(huán)測(cè)試能方。數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸36H

V+HDB

-FE

于&譯

碼一HIDE誤石碼檢出AIS檢出冬

4-6

C

D22103

引腳

及內(nèi)部

框圖2020/8/18課件3712345678161514131211109--NRZ-IINCIXHD]VI—INRZ

UTRXRAIS

AISVSS+HEI一

ID—INLTE+HDB3-IINKRERRR

INLTE+HDB-IN數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸ERRAISUTJTRAIS.編五馬王不回CRXKRAMI至

單

/

雙

變

換自

ATC、整

形

電

路至

AIS

告

警Dx?(自CRC

編

碼

)2MCLKXD,R2

(

至

收

邏

輯CAISCLKR2MCLKRHDB3十

HDB3OUT一

HDB,3OUT-HDB?IN十

HDB3INAISCKR十

5V-

IN-

OUTLTE圖4-

7

實(shí)用DB?

編/譯碼電路

38V.DDNRZCTXNRZRAISCRXVSS至

時(shí)

鐘

提

取

、

中

斷

檢

出

電

路F21F?1數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳

輸F1)F?12020/8/18課件

插入碼(1)插入碼(2)

緩存插入法框圖待變換碼流待

變

換

頻

率

時(shí)時(shí)序分配器圖

4

-

84.

緩

存

插

入

法已變換時(shí)鐘數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸時(shí)序分配器緩沖寄存器已變換碼流Q鐘2020/8/18n-1

n十3912C)扌非羊

半

塊SrP兵耳滅據(jù)名4.2

數(shù)

字

基

帶

傳

輸

系

統(tǒng)4.2.1

數(shù)字基帶系統(tǒng)的基本組成數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)方框圖數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸月水中

開(kāi)

5

建車俞吐

〕扌生沙題支石馬元下手上矢建月承中2020/8/18個(gè)言道口

實(shí)

竟先

江關(guān)

支40數(shù)

字

信

號(hào)(a)(b)(c)(d)基

帶

傳

輸

系

統(tǒng)

各

點(diǎn)

的波

形

412020/8/18(e)(f)碼

間

串

擾意圖

42抽

樣

點(diǎn)

符

號(hào)

間

串

擾數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳

輸2020/8/18數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸4.2.2

基帶傳輸系統(tǒng)的數(shù)學(xué)分析假定輸入基帶信號(hào)的基本脈沖為單位沖擊δ(t),

這樣發(fā)送濾波器的輸入信號(hào)可以表示為裝管FE

于基帶傳輸系統(tǒng)簡(jiǎn)化圖車

命H

中2020/8/1843其

中ak是第k個(gè)碼元，對(duì)于二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，

ak的取值為0、1(單極性信號(hào))或-1、+1(雙極性信號(hào))。由圖可以得到ng(t)是加性噪聲n(t)通過(guò)接收濾波器后所產(chǎn)生的輸出噪聲。2020/8/18

課件

44式中h(t)是H(o)

的傅氏反變換，是系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)，可表示為數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸抽樣判決器對(duì)y(t)進(jìn)行抽樣判決，以確定所傳輸?shù)臄?shù)字信息序列{ax}。

為了判定其中第j個(gè)碼元a;的值，應(yīng)在t=jT?+t?瞬間

對(duì)y(t)抽樣，這里t?是傳輸時(shí)延，通常取決于系統(tǒng)的傳輸函數(shù)

H(o)

。

顯然，此抽樣值為2020/8/18數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸4.2.3

碼間串?dāng)_的消除>GH(i-k)T+6]=O(b)課件(a)2020/8/18理想的傳輸波形46l4.3

無(wú)碼間串?dāng)_的

基帶

傳

輸

系

統(tǒng)(1)基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸后在抽樣點(diǎn)上無(wú)碼間串?dāng)_，

也

即

瞬時(shí)抽樣值應(yīng)滿足：k

=K

≠2020/8/18

件令k'=j-k,

并

考

慮至

'

也

為

整

數(shù)，

可

用k表示，數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳輸47(2)h(t)尾部衰減快。從理論上講，

以上兩條可以通過(guò)合理地選擇信號(hào)的波形和信道的特性達(dá)到。下面從研究理想基帶傳輸系統(tǒng)出發(fā)，

得

出奈奎斯特第一定理及無(wú)碼間串?dāng)_傳輸?shù)念l域特性H(o)

滿足

的

條

件

。2020/8/18課件48數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸4.3.1

理想基帶傳輸系

統(tǒng)理想基帶傳

輸系統(tǒng)的傳

輸

特

性

具

有

理想

低

通

特

性，其

傳如圖4-

14(a)

所

示，

其

帶寬B=(o/2)/2π=fi/2(Hz),行傅

氏反變換得數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳輸對(duì)其

進(jìn)輸

函數(shù)

：2020/8/1849數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳

輸4H(w)1(b)理想基帶傳輸系統(tǒng)的H(o)和h()加

條CJ20(a)k(t)2B22B3.2B2020/8/18250數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸如果信號(hào)經(jīng)傳輸后整個(gè)波形發(fā)生變化，

但只要其特定點(diǎn)的抽樣值保持不變，那么用再次抽樣的方法(這在抽樣判決電路

中完成),仍然可以準(zhǔn)確無(wú)誤地恢復(fù)原始信碼，這就是奈奎斯

特第一準(zhǔn)則(又稱為第一無(wú)失真條件)的本質(zhì)。在圖4

-14所表

示的理想基帶傳輸系統(tǒng)中，各碼元之間的間隔T,=1/(2B)稱為奈

奎斯特間隔，

碼元的傳輸速率Rg=1/T?,=2B。所謂頻帶利用率是指碼元速率Rg和帶寬B

的比值，即單位

頻帶所能傳輸?shù)拇a元速率，其表示式為步

頁(yè)

特

錄

事2020/8/18

課件

51H

(o)的分

割2020/8/18

課

件52數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳

輸4.3.2

無(wú)碼間串?dāng)_的等效

特

性因

為把

上

式的

積

分區(qū)間

用

角

頻

率

間

隔

2

π

/T。

分割，如圖4-15所

示，則可得作

變

量

代

換：

令

w1=w-2πi/T。,則

有

dw'=dw及

w=w1+2πi/T,。

于

是2020/8/18課

件

53數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸由于h(t)是必須收斂的，求和與求積可互換，得2020/8/18

課件

544

.

3

.

3

升

余

弦

滾降

傳

輸

特

性升余弦滾降傳輸特性H(o)可

表

示

為H(w)

是

對(duì)

截

止

頻

率o的

理

想

低

通

特

性H?(o)按

H?(o)的

滾降

特性進(jìn)行“圓滑”得到的，

H?(o)對(duì)于o

具有奇對(duì)稱的幅度特性，

其上、下截止角頻率分別為oo+o?、wo-o?

。

它的選取可根據(jù)需

要選擇，升余弦滾降傳輸特性H?(w)

采用余弦函數(shù)，此時(shí)H(o)為,|wl≤w?-V?

wo—w?

<

|w|≤w?+w?

CJ≥wm+

少1數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳輸顯然，它滿足(4-

19)式，故

一

定在碼元傳輸速率為f=1/T,時(shí)

無(wú)

碼

間

串?dāng)_。它所對(duì)應(yīng)的沖擊響應(yīng)為TCOS2020/8/18

56稱為滾降系

數(shù)，并

選定

T

。=1/2B,即

T

。=π/wo,

上兩式可改寫成數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳

輸α=w?/wo,H(w)(c)誅

1

什升

余弦

滾降

傳

輸

特

性2U2U/8/18(a)蓋3/不

同

α

值

的

頻

譜

與

波

形58(b)(a)(1)當(dāng)α=0,無(wú)“滾降”,即為理想基帶傳輸系統(tǒng)，

“尾巴”按1/t的規(guī)律衰減。當(dāng)α≠0,即采用升余弦滾降時(shí)，

對(duì)應(yīng)的

h(t)仍舊保持t=±T,開(kāi)始，

向右和向左每隔T,出現(xiàn)一個(gè)零點(diǎn)的

特點(diǎn)，滿足抽樣瞬間無(wú)碼間串?dāng)_的條件，但式(4-23)中第二個(gè)

因子對(duì)波形的衰減速度是有影響的。在t足夠大時(shí)，

由于分子

值只能在+1和-1間變化，而在分母中的1與(2at/T?)2

比較可忽

略。因此，

總體來(lái)說(shuō)，

波形的“尾巴”在t足夠大時(shí)，

將按

1/t3的規(guī)律衰減，

比理想低通的波形小得多。此時(shí)，衰減的快慢

還

與α

有

關(guān)，a

越大，衰減越快

，碼間

串?dāng)_越小，錯(cuò)

誤

判

決的

可能

性

越小

。2020/8/18

課件

59數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸(2)輸出信號(hào)頻譜所占據(jù)的帶寬B=(1+a)fi/2,當(dāng)a=0時(shí)，B=fi/2,頻帶利用率為2Baud/Hz,a=1

時(shí)，

B=f,

頻帶利用率

為1Baud/Hz;一

般a=0~1時(shí)，B=fi/2~f,頻帶利用率為2~1Baud/Hz?？梢?/p>

看出

α

越

大，

“尾部”

衰減越快，但帶寬越寬，頻帶利用率越低。因此，

用滾降特性來(lái)改善理想低通，實(shí)質(zhì)

上是以犧牲頻帶利用率為代價(jià)換取的。2020/8/18

課件60數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸(3)當(dāng)a=1時(shí)，

有o

為其它值2020/8/18課件614

.

3

.

4

無(wú)

碼間串

擾

時(shí)

噪

聲

對(duì)

傳

輸

性

能的

影

響雙極性

信號(hào)單極

性

信號(hào)雙極性

信號(hào)單極

性

信

號(hào)1.誤

碼

率P。的兩種表示方式數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳輸2020/8/1862味

TPe

與

p

曲

線2.Pe與p關(guān)系曲線數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸2020/8/1863圖給出了單、雙極性Pe~p的關(guān)系曲線，從圖中可以得出以下

幾

個(gè)

結(jié)

論

：(1)在信噪比p相同條件下，雙極性誤碼率比單極性低，抗干擾性能好。(2)在誤碼率相同條件下，

單極性信號(hào)需要的信噪功率比要比雙極性高3dB

。(3)Pe~p

曲線總的趨勢(shì)是p個(gè)，Pe↓,但當(dāng)p

達(dá)到一定值后，p1,Pe將大大降低。2020/8/18課件64數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸3.Pe

與碼元速率R,的關(guān)系從Pe~p的關(guān)系式中無(wú)法直接看出P。與R,的關(guān)系，但C=n?B,B與f

有關(guān)，且成正比，因此當(dāng)R,↑時(shí)，B↑,p↓,

Pe個(gè)。這就是說(shuō)，碼元速率R

(有效性指標(biāo))和誤碼率Pe

(可靠

性指標(biāo))是相互矛盾的。2020/8/18課件651數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳

輸4.4

眼

圖2020/8/18

基帶

信號(hào)

波

瓣

及眼圖動(dòng)

畫

演

示

66信

號(hào)

波

形眼

圖(d)(b)(c)(a)

(b)數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸眼圖照漸2020/8/1867的靈敏度2020/8/18數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸抽樣時(shí)刻最

大信號(hào)畸變眼

圖

的

模

型

課

在門限電平68(1)最佳抽樣時(shí)刻應(yīng)選擇在眼圖中眼睛張開(kāi)的最大處。(2)對(duì)定時(shí)誤差的靈敏度，

由斜邊斜率決定，斜率越大，對(duì)定時(shí)

誤

差

就

越

靈

敏

。(3)在抽樣時(shí)刻上，眼圖上下兩分支的垂直寬度，都表示了

最

大

信號(hào)

畸

變

。(4)在抽樣時(shí)刻上，上、下兩分支離門限最近的一根線跡至門限

的距離表示各

自相應(yīng)

電平的

噪聲容

限

，

噪

聲

瞬

時(shí)

值

超

過(guò)它就可能發(fā)生判決差錯(cuò)。(5)對(duì)于信號(hào)過(guò)零點(diǎn)取平均來(lái)得到定時(shí)信息的接收系統(tǒng)，

眼圖傾斜分支與橫軸相交的區(qū)域的大小，

表示零點(diǎn)位置的變

動(dòng)范?這個(gè)變動(dòng)范圍的大州對(duì)提取定時(shí)信息有重要影響89

|數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸4

.

5

時(shí)

域

均

衡

原

理時(shí)域均衡基本

波

形課件2020/8/1870橫

向

濾

波

器

方

框

圖2020/8/18

課件

71數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸b

4

b

6式2020/8/18

72數(shù)

字

信(c)(d)x(t)經(jīng)過(guò)延遲后，在q點(diǎn)和r點(diǎn)分別得到x(t-T)和x(t-2T),如圖4-29(c)和(d)所示。若此濾波器的三個(gè)抽頭增益調(diào)制為2020/8/18

課件

73數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸則調(diào)整后的三路波形如圖4

-

24(e)中虛線所示。三者相加得到最

后

輸出h(t)。

其

最

大

值h?

出

現(xiàn)

時(shí)

刻

比x(t)的

最

大

值

滯

后T

秒，

此輸出波形在各抽樣點(diǎn)上的值等于數(shù)

字

信

號(hào)

的

基

帶

傳輸2020/8/18課

件74|(za)4

.

6

部

分

響

應(yīng)

技

術(shù)1.

部分