通信原理课件(樊昌信)数字基带传输系统最新版.ppt

s(t) an g(t nTs ) n
ang(t nTs ) 第 n 个码元的波形。
an 第 n个码元的相对幅度。它是随机的，它的取值
与所传递的码元的取值有关，又和基带信号的码型有关。
对单极性信号
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0 an 1
传送的码元为“0” 传送的码元为“1”
对于双极性信号：
1
an
1
带传输系统所替代。
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数字基带传输系统主要由信道信号形成器、信道、 接收ຫໍສະໝຸດ Baidu波器和抽样判决器等组成，由于抽样需要抽样 脉冲，同步信号是必不可少的。其基本结构为
基带脉 信道信号 冲输入 形成器
信道
接收 滤波器
抽样 基带脉 判决器 冲输出
噪声源
同步 提取
基带脉冲由信源及输入变换器来完成。
噪声源 非人为引入，信道是受噪声干扰最为严重的地 方，把所有噪声都归结到信道中进行处理。
传送的码元为“0” 传送的码元为“1”
表示基带信号由一系列随机的码元组成。而
n
g
(t
nTs
)
g1(t g2 (t
nTs nTs
) )
出现符号为“0”时 出现符号为“1”时
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通常遇到的数字基带信号随机脉冲序列。第零个
码元的波形为 a0g(t)，第零个码元代表“0”码和“1”码的 波形分别为 g1(t) 和 g2(t)，对单极性信号
第五章 数字基带传输系统
在模拟通信中，把未经调制的低频信号称作调制信号 或低频信号；相应地，把未经调制的、数字消息序列的电 信号表示形式称作数字基带信号。如数据终端设备的数据 信号、计算机输出的二进制序列、各种文字符号的二进制 代码、电传机输出的代码、PCM编码等。直接传输这类信 号的系统就称为数字基带传输系统。
g1(t) 0
g2(t) g(t)
对双极性信号：
g1(t) g(t) g2(t) g(t)
g1(t) g2(t) g(t)
V10 1 01 1
E T0 E Ts
2Ts 3Ts 4Ts 5Ts 6Tst
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为分析问题方便，假设g1(t)、g2(t)分别是宽度为Ts 的矩形脉冲和三角波，则随机脉冲序列s(t)的一个实现 如图所示。
用脉冲宽度等于码元宽度的两个幅度相同、极性相 反的矩形脉冲来表示信息，“0”“1”近似等概出现，直流 分量近似为零。
3、单极性归零码波形
VE 1 0 1 0 1 1
T0 Ts
2Ts 3Ts 4Ts 5Ts 6Tst
脉冲宽度小于码元宽度，每个电位脉冲都在相应的
码元宽度内回到零电位（.频精品课带件. 宽）。
信道 是适合基带信号传输的媒质（通常是电缆、架空 明线等有线信道），这样的信道一般不满足不失真传输 的条件。另外，信道中要引入噪声，一般均假设是均值 为0的高斯白噪声，由于信道的频带有限，因此可以认 为是均值为0的窄带高斯白噪声
接收滤波器 一方面滤除大量的带外噪声，另一方面对
失真的波形进行均衡，以便得到有利于抽样判决器判
决的波形。
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3
1
0
0
1
1
0
0
Tb
2Tb
3Tb
4Tb
5 Tb
6 Tb
1
0
0
1
1
0
0
数字基带通信系统各点波形
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抽样判决器：它的作用是在信道特性不理想及有噪声 干扰的情况下，正确恢复出原来的基带信号，为了保 证正确恢复基带信号，同步系统是必不可少的。
同步提取：为抽样判决器提供定时信号，由定时信号 产生抽样脉冲，进行抽样判决。
目前，虽然在实际的数字通信系统中基带传输不
如频带传输那样广泛，但对基带传输的研究仍然具有
十分重要的意义：（1）在频带传输系统中仍然存在基
带传输的问题，基带传输的许多问题也是频带传输需要
考虑的问题；（2）数字基带传输系统也在随着数字通
信技术的发展而迅速发展；（3）理论上，任何一个采
用线性调制的频带传输系统，总是可以由一个等效的基
平或极性本身不表示信息.精，品课故件. 称为相对码。
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用电平或极性本身表示信息的，称为绝对码。
6、多元码波形：
V
2E 11
10
10
E T0 E Ts
2Ts 3Ts 4Ts 5Ts 6Tst
2E
01 01 00
用多于一个二进制符号对应一个脉冲码元的波形，
称为多元码波形或多电平码波形，常用于高速传输系统。
VE 1 0 1 0 1 1
T0 Ts
2Ts 3Ts 4Ts 5Ts 6Tst
特点：用一个脉冲宽度等于码元宽度的矩形脉冲的有无
表示信息。只有有电、无电两种状态。电脉冲之
间无间隔，极性单一，直流分量不为零。
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2、双极性码波形（双极性不归零码）
V10 1 01 1
E T0 E Ts
2Ts 3Ts 4Ts 5Ts 6Tst
信道信号形成器 完成基带信号和信道信号之间的变换。
如很多基带信号含有直流成分，而信道有电容或变压器
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不能传输直流；有的基带信号不便于提取同步；有的占有 较宽的带宽等。信道信号形成器的作用就是把基带信号变 换成适合于在信道上传输的基带信号，它主要依靠对输入 的基带信号进行码型变换和波形变换来实现，主要是为了 压缩频带，减小码间干扰，便于传输，便于同步提取和接 收端取样判决。
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4、双极性归零码波形
V10 1 01 1
E T0 E Ts
2Ts 3Ts 4Ts 5Ts 6Tst
脉冲宽度小于码元宽度，每个电位脉冲都在相应的
码元宽度内回到零电位。
5、差分码波形
V10 1 01 1
E T0 E Ts
2Ts 3Ts 4Ts 5Ts 6Tst
变表示“1” 不变表示“0”
以相邻脉冲电平或极性的相对变化来表示信息。电
除了以上各部分以外，还有发送滤波器、定时脉 冲电路等。
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第一节 数字基带信号及其频谱特性
数字基带信号是数字消息序列的一种电信号的表示 形式，它是用不同的电位或脉冲来表示相应的数字消息 的，特点是功率谱集中在零频率附近。 一、数字基带信号的码型
1、单极性码波形（单极性不归零码、单极性全占空 电位信号）
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二、数字基带信号的数学表达式：
基带信号的波形除矩形外，常见的还有钟型、梯形、 三角形、余弦滚降等。信息符号并不是与唯一的基带波 形相对应，但无论采用什么波形和码型，数字基带信号 都可以用统一的数学式子表示。对二进制符号“0”和“1” 若令 g1(t)对应“0”，g2 (t) 对应“1”，码元宽度为Ts ，把基 带信号表示为：