数字电视广播原理与应用

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1、第7章数字基带传输与数字调制数字基带传输7.1数字调制7.27.1数字基带传输7.1.1引言7.1.2数字基带信号的常用码型和功率谱7.1.3使用伪随机序列扰码7.1.4无码间干扰基带传输图7-1所示的为基带传输系统的基本结构框图，它由信道信号形成器、传输信道、接收滤波器和取样判决器几部分组成。7.1.1引言图7-1基带传输系统基本结构框图7.1.2数字基带信号的常用码型和功率谱确定码型（不同表示形式的基带信号）时必须考虑到以下几个方面。（1）对于传输频带低端受限的信道，传输信号码型的频谱中不应包含直流或低频成分。1.码型选择原则（2）应尽量减小码型频谱中的高频成

2、分，既可节省传输频带、提高频谱利用率，又可减少有线信道电缆内不同线对之间的信号串扰。（3）接收端易于从串行的基带信号中提取位定时信息，再生出准确的时钟信号供数据判决使用。（4）便于实时监测传输系统中的信号传输质量，能监测出码流中错误的信号状态。（5）信道中发生误码时要求所选码型不致造成误码扩散（或称误码蔓延）。（6）码型变换过程不受信源统计特性（信源中各种数字信息的概率分布）的影响，即码型变换对任何信源具有透明性。（1）二元码二元码中基带信号的脉冲波形只有两种幅度，即高电平（H）和低电平（L）。图7-2所示的为两种二元码波形。2.码型分类及其特点图7-2二元码波形

3、示例三元码中，数字基带信号的幅度取值有+1，0和-1三种电平，图7-3（a）所示的为一个示例。（2）三元码（双二进制码，三进制码）图7-3三元码波形示例多元码码型具有多种电平的幅度取值，如果以m个比特组成一个字，则对应地有2m元码的码型。m=2时构成四元码，如图7-4所示。（3）多元码图7-4多元码波形示例多元码是以误码率可能增高的代价来换取频谱利用率的提高的。图7-5中，（1）为基带信号的信息码元；（2）为位定时信号，脉宽T代表1比特的宽度，升降沿代表每比特定时的开始。图7-5中，（3）为单极性不归零（NRZ）码，图7-5中，（5）为单极性归零（RZ）码，区别在

4、于码元“1”的高电平持续时间τ＜T/2，其余时间返回0电平（低电平）；而码元“0”一直处于0电平。3.二元码的种类和特点图7-5中，（6）为单极性传号差分（NRZ-M）码，其特点是以位定时信号边沿时刻有电平跳变表示“1”，无电平跳变表示“0”。图中（7）为单极性空号差分（NRZ-S）码，其特点是以位定时信号边沿时刻有电平跳变表示“0”，无跳变表示“1”。图7-5几种常用的二元码波形图图7-5中，（8）为双相码（也称曼彻斯特码或调频码），其特点是无论码元“1”或“0”，每一码元比特的边缘都有电平跳变。图7-5中，（9）为密勒码（Miller,M），它是双相码的一种变

5、型，“1”用码元周期中央出现跳变（而其前后沿不出现跳变）来表示；对码元“0”则有两种处理情况，单个“0”时码元周期内不出现跳变，连“0”时在相邻的“0”交界处出现跳变。密勒码的特点在于，不但无直流成分和保留有定时信息，而且基带上限频率明显降低，仅为双相码的一半；它的最大脉冲宽度为两个码元周期，这不但使功率谱相对集中，而且利用该特点可以检测传输误码。图7-5中，（10）为密勒平方码（M2），它是密勒码的变型，其区别在于无论“1”还是“0”，当连续出现的相同码元超过2时省去最后一个比特上的电平跳变，即对于“1”省去其中央电平跳变，对于“0”省去其最后一个码元“0”的前

6、沿跳变。图7-6所示的为几种二元码的功率谱密度曲线。4.二元码的功率谱图7-6几种二元码的功率谱上述各种码型可从基本的NRZ码转换产生，并可以从一种码型转换成另一种码型。5.码型转换m序列是最常用的一种伪随机二进制序列，它是最长线性反馈移存器序列的简称，是带线性反馈的移存器所产生的周期最长的序列。图7-8示出一个4级反馈移存器m序列发生器电路，图中的线性所馈遵从下式的递归关系式7.1.3使用伪随机序列扰码图7-84级移存器m序列发生器电路m序列具有下列特定的性质。（1）均衡性（2）游程分布（3）移位相加（mod2）特性（4）伪噪声特性2.m序列的性质数据加扰原理是

7、以m序列为基础的，一般的加扰电路构成如图7-10所示。3.数据序列的加扰和解扰图7-10加扰电路的一般形式解扰电路的一般形式如图7-11所示，它的输入序列是｛bk｝，m序列发生器与编码端的完全一样，输出序列为｛ck｝。图7-11解扰电路的一般形式加解扰的优点在于，对于会包含有连“1”、连“0”的数据序列，经过PRBS产生的m序列进行模2和后，将变为伪随机型的数据序列，从而使其功率谱较适合于传输信道的特性，并且接收端容易从数据流中提取出时钟信号。4.加解扰的优点和缺点至于缺点，一是加扰码传输中发生单个误码时会影响到接收端相继的n个码元的正确解扰，造成误码蔓延（或称误

8、码增值）；