《数基带传输》ppt课件

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1、通信原理1通信原理第6章数字基带传输系统2本章学习目标掌握基带传输系统及其各部分组成掌握基带信号时域特征、波型、码型、频谱特征介绍数字基带传输系统的基本模型、码间串扰的定义消除码间串扰、减小加性噪声的干扰，提高通信系统的抗噪声性能了解评估基带传输系统的方法——眼图了解改善基带传输系统的两个方法：时域均衡、部分响应3数字通信系统的优点：抗干扰能力强，并且噪声不积累传输差错可控便于对信息进行处理、变换、存储易于集成易于加密处理缺点：占用的频带比较宽4第6章数字基带传输系统概述数字基带信号－未经调制的数字信号，它所占据的频谱是从零频或很低频率开始的。数字基带传输系统－不经载波调制而直接

2、传输数字基带信号的系统，它只适合于具有低通特性的有线信道，常用于传输距离不太远的情况下。数字带通传输系统－大多数的信道，包括各种无线信道和光信道，是带通型的，数字基带信号必须经过载波调制，把频谱搬移到高载波处才能在信道中传输，这种包括调制和解调过程的传输系统称为数字频带传输。5研究数字基带传输系统的原因：近程数据通信系统中广泛采用基带传输方式也有迅速发展的趋势基带传输中包含带通传输的许多基本问题任何一个采用线性调制的带通传输系统，可以等效为一个基带传输系统来研究。6基带系统与带通系统数字带通系统模型数字基带系统7第6章数字基带传输系统6.1数字基带信号及其频谱特性6.1.1数字基

3、带信号：指指消息代码的电表示形式，它用不同的电平或者脉冲来表示相应的消息代码。数字基带信号的类型有很多，常见的有矩形脉冲、三角波。我们讨论以矩形脉冲为主。8几种基本的基带信号波形9第6章数字基带传输系统单极性波形：在一个码元时间内，要么有电压（流），要么没有电压（流），极性单一。缺点是有直流分量，要求传输线路具有直流传输能力，因而不适应有交流耦合的远距离传输，只适用于计算机内部或极近距离的传输。双极性波形：当“1”和“0”等概率出现时无直流分量，有利于在信道中传输，并且在接收端恢复信号的判决电平为零值，因而不受信道特性变化的影响，抗干扰能力也较强。10第6章数字基带传输系统单极性

4、归零(RZ)波形：信号电压在一个码元终止时刻前总要回到零电平。通常，归零波形使用半占空码，即占空比为50%。从单极性RZ波形可以直接提取定时信息。与归零波形相对应，上面的单极性波形和双极性波形属于非归零(NRZ)波形，其占空比等于100％。双极性归零波形：兼有双极性和归零波形的特点。使得接收端很容易识别出每个码元的起止时刻，便于同步。11第6章数字基带传输系统差分波形：用相邻码元的电平的跳变和不变来表示消息代码，图中，以电平跳变表示“1”，以电平不变表示“0”。它也称相对码波形。用差分波形传送代码可以消除设备初始状态的影响。多电平波形：可以提高频带利用率。图中给出了一个四电平波形

5、2B1Q。12第6章数字基带传输系统数字基带信号的表示式：表示信息码元的单个脉冲的波形并非一定是矩形的。一般情况下，数字基带信号可表示为一随机脉冲序列：式中，sn(t)可以有N种不同的脉冲波形。13第6章数字基带传输系统6.1.2基带信号的频谱特性本小节讨论的问题由于数字基带信号是一个随机脉冲序列，没有确定的频谱函数，所以只能用功率谱来描述它的频谱特性。这里将从随机过程功率谱的原始定义出发，求出数字随机序列的功率谱公式。随机脉冲序列的表示式设一个二进制的随机脉冲序列如下图所示：14第6章数字基带传输系统图中Ts－码元宽度g1(t)和g2(t)－分别表示消息码“0”和“1”，为任意

6、波形。设序列中任一码元时间Ts内g1(t)和g2(t)出现的概率分别为P和(1-P)，且认为它们的出现是统计独立的，则该序列可表示为式中15第6章数字基带传输系统数字基带信号的功率谱密度：式中fs=1/Ts－码元速率；Ts-码元宽度（持续时间）G1(f)和G2(f)分别是g1(t)和g2(t)的傅里叶变换16第6章数字基带传输系统由上式可见：二进制随机脉冲序列的功率谱Ps(f)可能包含连续谱（第一项）和离散谱（第二项）。连续谱总是存在的，这是因为代表数据信息的g1(t)和g2(t)波形不能完全相同，故有G1(f)≠G2(f)。谱的形状取决于g1(t)和g2(t)的频谱以及出现的概

7、率P。离散谱是否存在，取决于g1(t)和g2(t)的波形及其出现的概率P。一般情况下，它也总是存在的，但对于双极性信号g1(t)=-g2(t)=g(t)，且概率P=1/2（等概）时，则没有离散分量(f-mfs)。根据离散谱可以确定随机序列是否有直流分量和定时分量。17第6章数字基带传输系统【例6-1】求单极性NRZ和RZ矩形脉冲序列的功率谱。【解】对于单极性波形：若设g1(t)=0，g2(t)=g(t)，将其代入下式可得到由其构成的随机脉冲序列的双边功率谱密度为当P=1/2时，