通信原理 第6章 數(shù)字基帶.ppt

1、第六章數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸、理智化、牙齒場(chǎng)的知識(shí)點(diǎn)、數(shù)字基帶信號(hào)的頻譜特性共同傳輸代碼型無碼間干擾的傳輸條件部分響應(yīng)系統(tǒng)數(shù)字基帶系統(tǒng)抗噪聲性能分析眼圖時(shí)域平衡、6.1.1數(shù)字信號(hào)的傳輸方式：基帶傳輸方式頻帶傳輸方式、6.1簡(jiǎn)介、基帶信號(hào)直接從通道傳輸?shù)姆绞椒Q為基帶傳輸模式。能夠直接傳輸基帶信號(hào)的系統(tǒng)稱為基帶傳輸系統(tǒng)。將“1”和“0”映射到相應(yīng)載波的幅度、頻率和相位狀態(tài)。這稱為頻帶(載波)傳輸方式。基帶脈沖、6.1.2數(shù)字基帶傳輸模型、基帶脈沖、光通道的概念允許將任何調(diào)制系統(tǒng)視為基帶傳輸系統(tǒng)。基帶傳輸系統(tǒng)首先面臨的問題：包括選擇哪種信號(hào)格式、確定碼源脈沖的波形和碼源序列的格式(碼型)。1概念：數(shù)字

2、信息的傳記脈沖(傳記波形)。2茄子基帶信號(hào)波形(矩形脈沖基帶信號(hào)的情況下)、6.2數(shù)字基帶信號(hào)和頻譜特性、6.2.1數(shù)字基帶信號(hào)相應(yīng)地檢測(cè)傳輸質(zhì)量的典型代碼類型主要包括A單極代碼(NRZ)、0、0、缺點(diǎn)：(1)有DC成分，在低頻特性不好的系統(tǒng)中傳輸，會(huì)渡邊杏。(2)無法直接提取同步信號(hào)。(3)傳輸必須接地通道的一端。(4)判決級(jí)別難以確定。、b雙極性代碼(nrz)、牙齒代碼的應(yīng)用比較廣泛，有時(shí)需要先把單極性代碼轉(zhuǎn)換成雙極代碼，然后再傳輸。示例：電腦串行通信、RS-232介面標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)點(diǎn)：如果出現(xiàn)1、0等概率，直流判決平準(zhǔn)化為0，則容易設(shè)置、穩(wěn)定，抗噪聲性好，可以在未接地的電纜上傳輸缺點(diǎn)。當(dāng)不能直

3、接提取同步信息1、0等概率時(shí)，DC成分、C單極性零代碼(RZ)、優(yōu)點(diǎn)可以直接提取同步信息。d雙極零代碼(rz)，t，0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0，E差異代碼，差異代碼和差異代碼相除。 0 差分碼：極性變化表示0碼，不變化表示1碼?！?”差分碼：極性變化表示1碼，如果不變化，則表示0碼。特征：接收方即使代碼源極性與發(fā)送方相反，也能做出正確的判決和回放。f-路徑替換反轉(zhuǎn)代碼(ami)、t、0 1 0 1 1 1是最常用的代碼類型之一。牙齒代碼是單極性代碼的變體。也就是說，代碼“0”仍顯示為0平面，代碼“1”顯示為替換變換的正負(fù)平面。優(yōu)點(diǎn)：即使“1”、“0”代碼不相同，也沒有直流成

4、分，零頻附近的低頻分量較小，因此不會(huì)受變壓器或其他具有交流聯(lián)接器的傳輸通道的直立特性的影響。當(dāng)兩端的極性相反時(shí)，仍然可以做出正確的判決。只要經(jīng)過電波整流，就成為單極性碼，輪流變?yōu)闃O性零點(diǎn)，就可以提取同步信號(hào)。G第三級(jí)高密度雙極性代碼(HDB) AMI代碼有一個(gè)茄子缺點(diǎn)。也就是說，如果0碼太多，則很難提取定時(shí)信號(hào)，因此，到0碼為止，AMI輸出為零電平，無法提取同步信號(hào)。前面非零碼的位同步信號(hào)無法保持足夠的時(shí)間。第三次高密度雙極碼是為了克服這一缺點(diǎn)而提出的編碼方法。編碼原理是將消息代碼替換為AMI代碼，然后檢查AMI代碼的連接0。如果沒有三個(gè)以上的連接0牙齒，則AMI代碼為HDB代碼。3，1，0

5、1 0-1 1 10 0-1 0 10 0-1 0 10 0 0-10，t，1-1 10 0 0 0在0碼處改變的牙齒1碼稱為破壞脈沖，原始代碼序列的所有1碼稱為代碼(顯示為橙色)。向代碼序列添加破壞脈沖，代碼和破壞脈沖V的正負(fù)必須滿足以下兩個(gè)茄子條件：v代碼必須具有與上一代碼相同的極性。代碼和V必須分別保持極性交替的變化規(guī)律，以確保編制的代碼沒有直流電，如果不滿足牙齒條件，則必須在4個(gè)0碼的第一個(gè)0碼的位置添加極性的補(bǔ)碼，例如V碼。用符號(hào)B表示，牙齒時(shí)代碼和B代碼必須結(jié)合，保持極性交替變化的規(guī)律。(約翰f肯尼迪，美國電視電視劇，美國電視電視劇，1，1，1，1)HDB3代碼，HDB3的解碼：在

6、接收端解碼時(shí)，首先通過兩個(gè)相鄰的極性代碼查找V代碼。也就是說，相鄰的同極性代碼中，后者是V代碼。然后在V碼上倒數(shù)第三碼，如果不是0牙齒，就減去補(bǔ)碼B，V和B碼，都是新碼，通過電波整流，就能得到單極性碼。David aser，Northern Exposure(美國電視電視劇)，HDB3的優(yōu)點(diǎn)：沒有直流成分，低頻成分少，即使長(zhǎng)度為0碼，也能提取比特同步信號(hào)，翻譯起來很簡(jiǎn)單。HDB3缺點(diǎn)：編碼電路復(fù)雜，代碼相關(guān)。HDB3是最常用的代碼類型之一。H雙相代碼(曼徹斯特代碼)、“1”代碼顯示為正脈沖，“0”代碼顯示為負(fù)脈沖，正脈沖。無論統(tǒng)計(jì)特性如何，都可以消除直流。在連日或連日的情況下，可以顯示代碼元間

7、隔，有助于提取同步信息。I多進(jìn)制代碼，t，左邊的圖只有陽平，右邊的圖平均有陽音電。使用多碼可以使碼元速度在一段時(shí)間內(nèi)提高信息速度。實(shí)際上，構(gòu)成基帶信號(hào)的單個(gè)碼元波形不一定是矩形，因此為了分析，任意形脈沖g1(t)的二進(jìn)制符號(hào)為“1”，g2(t)的二進(jìn)制符號(hào)為“0”，碼元間距為Ts。此外，在實(shí)際通信中，1碼和0碼表示為概率值。也就是說，數(shù)字基帶信號(hào)通常是隨機(jī)脈沖序列，因此牙齒部分著重分析隨機(jī)脈沖序列的頻譜。下圖是二進(jìn)制隨機(jī)脈沖序列的實(shí)現(xiàn)：6.2.2數(shù)字基帶信號(hào)的頻譜分析，f (t)，t，G2(t2ts)；G2(t)發(fā)生的概率為1-P，因此基帶信號(hào)可以表示為：導(dǎo)出頻譜特性的事故，1將s(t)分解為

8、正常波v(t)和交變波U (T) S (T)=V (T)電力頻譜密度函數(shù)Sv() 3 u(t)表示T向無限方向的電力頻譜密度函數(shù)Su() 4 Ss()=Sv() Su()，1表示正常波(平均成分)和交變波(交變成分):S:根據(jù)周期信號(hào)功率頻譜公式，可以得到v(t)的功率譜。其單方面功率譜可以表示為u(t)=s(t)v(t)，其中，只要進(jìn)行平均分量分析，s(t)就可以提取DC成分和同步信號(hào)，特別是基波分量fs，3交變分量u(t)。將4穩(wěn)定波和交變波結(jié)果相加，隨機(jī)序列的楊紫功率譜為：對(duì)應(yīng)的單邊功率譜為：與電力頻譜分析，結(jié)論：和頻譜相關(guān)，發(fā)生頻率相關(guān)。與波形有關(guān)。包括離散譜和連續(xù)譜，離散譜可能不存在

9、，連續(xù)譜必須存在。單極性如何證明0，0，1等一般化譜？回顧，基帶傳輸系統(tǒng)模型P89數(shù)字基帶信號(hào)的代碼型、單極、雙極、歸零、歸零渡邊杏盒、差分碼、多碼、HDB3、AMI、雙相碼等數(shù)字基帶信號(hào)的頻譜分析方法和結(jié)論！單極0，0，1等的近似頻譜，6.3.1基帶信號(hào)播放過程，GT(w)，C(w)，GR(w)，識(shí)別電路，1，0，1，1，t，t，t，t，s，s，s，采樣點(diǎn)，符號(hào)間串?dāng)_，6.4代碼間干擾的基帶傳輸特性，6.4.2引起代碼間干擾的因素系統(tǒng)的頻率特性是主要因素，可以通過增加寬系統(tǒng)傳輸帶來減少這種干擾。這樣會(huì)浪費(fèi)帶寬，帶外噪聲進(jìn)入系統(tǒng)，通過信號(hào)波形設(shè)計(jì)和使用的傳輸濾波器，可以在最小傳輸帶寬條件下大大

10、減少或消除這種情況。代碼間串?dāng)_圖表：t，1，0，1，1，t，t，t，t，t，t，s，s，s2)頻域條件、RB1/Ts不能在碼間干擾、6.4.5碼間干擾傳輸函數(shù)分析和頻帶利用率1)理想狀態(tài)理想低通濾波器不能在實(shí)際不可能存在的A頻域中實(shí)現(xiàn)矩形振幅特性濾波器。即使b可以實(shí)現(xiàn)，也需要非常精確的取樣點(diǎn)。稍微偏離，代碼之間的干擾就會(huì)急劇增加。那么，什么過濾器能滿足不混合的要求，又能實(shí)現(xiàn)呢？結(jié)論是具有轉(zhuǎn)移特性的過濾器。理想的低通功能可以達(dá)到基帶傳輸系統(tǒng)的極限性能，但牙齒功能無法實(shí)現(xiàn)。實(shí)際基帶傳輸系統(tǒng)的其他方法能否加快數(shù)字信號(hào)波形的拖尾收斂，并且沒有代碼間的串線？(威廉莎士比亞，北(美國電視電視劇)，1928

11、年，尼奎斯特研究了牙齒問題，得出了沒有碼間雜交的波形振幅譜必須滿足的條件，即頻譜形式的剩余對(duì)稱定理。只要6.4.6頻譜形式的剩余對(duì)稱定理系統(tǒng)頻譜Y(w)是實(shí)數(shù)，并且對(duì)該點(diǎn)具有奇數(shù)對(duì)稱，就可以獲得具有所需零點(diǎn)分布的脈沖信號(hào)。、Y(w)可以分解為矩形分量H(w)和奇數(shù)對(duì)稱分量H1(w)的總和，同時(shí)衰減加快，傳輸可靠性提高，但所需頻帶相應(yīng)地?cái)U(kuò)大，從而提高了哪個(gè)常用函數(shù)包括馀弦滾動(dòng)下降或馀弦滾動(dòng)下降函數(shù)等。函數(shù)格式1的值不同，帶寬擴(kuò)展值不同，通常1C稱為滾動(dòng)。(*，)，2)實(shí)際情況：具有馀弦滾動(dòng)頻譜特性的傳輸函數(shù)，即，rs=2/Ts？rs=1/Ts？0，P()，rs=1/Ts？rs=1/(2Ts)？0，P()，rs=1/Ts，6.4部分響應(yīng)系統(tǒng)，問題毽子上升余弦滾降是否可以實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制2b/sHz的效率并使用滾降特性來降低頻譜使用效率？這就是部分應(yīng)對(duì)技術(shù)，Nyquist的第二個(gè)準(zhǔn)則。近年來，在高速大容量傳輸系統(tǒng)中，一些響應(yīng)基帶傳輸系統(tǒng)得到了普及和應(yīng)用。部分響應(yīng)技術(shù)是人為地在一個(gè)或多個(gè)代碼源區(qū)間引入一定數(shù)量的代碼間