第14讲 基带数字信号的表示和传输之三
通信原理-基带脉冲与数字信号
100
111
0
Tb
t
Ts 输入二进制波形
w2(t) 7
6
5
4
3 2
Ts
1
-1 -2 -3 -4 -5 -6 -7
输出八进制极性NRZ波形
t
12
第三章 基带脉冲与数字信号
参数变换 Tb 为传一个二进制比特的时间 Ts 为传一个多进制符号的时间 R 比特率 D 符号率 l 二进制位数
R= 1 Tb
D= 1 = 1 = R Ts lTb l
以前面所述的8进制极性码为例，假设输入二进制1和0等 概分布，则多进制an的取值也为等概分布。
an Î {-7,-5,-3,-1,1,3, 5, 7} 各符号概率为1/8
å R(0) =
8 i=1
(an )i2 Pi
=
1 8
´
72
´2+
1 8
´ 52
´2+
1 8
´ 32
´2+
1 8
´12
´2
=
21
14
对于多进制NRZ码，第一零点带宽为B = R/l，于是有，
= l b/s/Hz。
16
第三章 基带脉冲与数字信号
可以看出，随着l的增大，多进制信号的频谱效率增高。但 是l的增大伴随着数字信号抗噪声能力的减弱。实际环境中 不可能没有噪声，不能任意增大l。
在有噪声的条件下，香龙公式给出了频谱效率的极限：
第三章 基带脉冲与数字信号
当k>0时，R(k)=0。(an均值为0，各符号独立)
Ts = 3Tb,
F(t) = Ts
sin p fTs p fTs
= 3Tb
通信原理之基带数字信号的表示与传输-PPT精选文档
– 汉字的编码方法： 4位十进制数字表示一个汉字。 例如，电报编码： “中” “0022”，
“国” “0948”。
区位码： “中” “5448”， “国” “2590”。
– 英文字母编码方法：ASCII 码 － 7位二进制数字
表示一个字符 。 – 表示字符的数字组合称为码组，也称为“代码”。
保 密 解 码
压 缩 信 解 宿 码
信源编码
噪声
同步
信源解码
发送端
接收端
6
5.1 概述
二、数字信号传输时为什么需要不同的表示 方法？
1. 为了除去直流分量和频率很低的分量；
2. 为了在接收端得到每个码元的起止时刻信息；
3. 为了使信号的频谱和信道的传输特性相匹配。
返回
7
5.2 字符的编码方法
– 何谓字符？
5.4 基带数字信号的传输码型
例：
• 消息码: 1000 0 1000 0 1 1 000 0 1 1 • AMI码: -1000 0 +1000 0 -1 +1 000 0 -1 +1
• HDB3码:-1000 -V +1000 +V -1 +1 –B00 -V +1 -1
-1000 -1 +1000 +1 -1 +1 -100 -1 +1 -1 • 译 码：-1000 0 +1000 0 -1 +1 000 0 +1 -1 1000 0 1000 0 1 1 000 0 1 1
第5章 基带数字信号 的表示和传输
通信原理课程组
1
目标要求
数字信号的基带传输
17
数字信号的基带传输
HDB3码的译码： HDB3码的编码虽然比较复杂，但译码却比较简单。 脉冲同极性(包括B在内)。这就是说，从收到的符号序列 中可以容易地找到破坏点V，于是也断定V符号及其前面
从上述编码规则看出，每一个破坏脉冲V总是与前一非“0”
的3个符号必是连“0”符号，从而恢复4个连“0”码，再将
其中
un (t ) an [ g1 (t nTs ) g 2 (t nTs )] 1 P, 以概率P an P, 以概率(1 P)
显然， u(t)是一个随机脉冲序列 。
11
数字信号的基带传输
2 基带传输的常用码型
对传输用的基带信号的主要要求:
对代码的要求：原始消息代码必须编成适合于传输 用的码型； 对所选码型的电波形要求：电波形应适合于基带系 统的传输。
所有-1变成+1后便得到原消息代码。
18
数字信号的基带传输
双相码：又称曼彻斯特（Manchester）码
用一个周期的正负对称方波表示“0”，而用其反相波形表 示“1”。 “0”码用“01”两位码表示，“1”码用“10 ”两位码表示 例： 消息码： 1 1 0 0 1 0 1 双相码： 10 10 01 01 10 01 10 优缺点： 双相码波形是一种双极性NRZ波形，只有极性相反的 两个电平。它在每个码元间隔的中心点都存在电平跳变， 所以含有丰富的位定时信息，且没有直流分量，编码过程 也简单。缺点是占用带宽加倍，使频带利用率降低。
16
数字信号的基带传输
（4）B的取值可选0、+1或-1，以使V同时满足（3）中 的两个要求； （5）V码后面的传号码极性也要交替。 例： 消息码： 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 l 1 AMI码： -1 0 0 0 0 +1 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 0 0 0 0 -1 +1 HDB码： -1 0 0 0 –V +1 0 0 0 +V -1 +1-B 0 0 –V +B 0 0 +V -l +1 其中的V脉冲和B脉冲与1脉冲波形相同，用V或B 符号表示的目的是为了示意该非“0”码是由原信码的“0” 变换而来的。
通信原理教程第三版课后思考题答案
: : …《) —通信原理思考题复习消息和信息有什么区别信息和信号有什么区别答：消息是信息的形式，信息是消息中包含的有效内容，信号是信息的载体。
什么是模拟信号，什么是数字信号答：取值连续的信号是模拟信号，取值离散的信号是数字信号。
数字通信有何优点答：质量好，便于差错控制和保密编码，便于存储和处理，易集成，信道利用率高信噪比高。
信息量的定义是什么信息量的单位是什么答：设消息x的概率为P(x),其信息量I(x)=-logap(x),.当a=2时，信息量单位为比特（bit)，当a=e时。
信息量单位为奈特（nat)，当a=10时，信息量单位为哈特莱。
按照占用频带区分，信号可以分为哪几种答：基带信号和带通信号。
·信源编码的目的是什么信道编码的目的是什么答：信源编码的目的是提高信号表示的有效性。
信道编码的目的是提高信号传输的可靠性。
何谓调制调制的目的是什么答：对信号进行调整就是调节。
调制的目的是使经过调制的信号适合信道的传输特性。
数字通信系统有哪些性能指标答：主要有传输速率、错误率、频带利用率和能量利用率。
信道有哪些传输特性答：噪声特性、频率特性、线性特性和时变特性等。
无线信道和有线信道的种类各有哪些答：无线信道的种类是按电磁波的频率划分的，主要分为无线电波，微波和光波。
有线信道主要有三类，即明线，对称电缆和同轴电缆，还有传输光信号的光纤。
信道模型有哪几种答：调制信道模型和编码信道模型。
@什么是调制信道什么是编码信道答：将发送端的调制器输出至接收端调制器输入端之间的部分称之为调制信道。
而将编码器输出端至解码器输入端之间的部分称之为编码信道。
何谓多径效应答：信号经过多条路径到达接收端，而且每条路径的时延和衰减不尽相同，造成接收端的信号幅度和随机变化，这一现象称为多径效应。
电磁波有哪几种传播方式答：电磁波有地波传播、天波传播和视线传播三种传播方式。
适合在光纤中传播的光波波长有哪几个答：目前应用最广泛的两个光波波长是和。
高中信息技术基带传输教案
高中信息技术基带传输教案一、教学目标1. 让学生理解什么是基带信号和基带传输。
2. 让学生了解基带传输的特点及优缺点。
3. 通过实例讲解，使学生掌握基带传输的基本过程。
4. 引导学生探讨基带传输在现代通信中的应用。
5. 培养学生分析问题和解决问题的能力。
二、教学内容1. 基带信号与调制信号的定义及其区别。
2. 基带传输的概念及其在数据通信中的作用。
3. 基带传输的分类：异步传输和同步传输。
4. 基带传输的优点与局限性。
5. 基带传输技术的应用实例。
三、教学方法- 讲授法：用于介绍理论知识和概念性内容。
- 案例分析法：通过实际案例来加深学生的理解。
- 讨论交流：鼓励学生之间相互讨论，提出问题和解答。
- 实践操作：让学生通过实验或模拟软件亲自体验基带传输过程。
四、教学步骤1. 引入阶段：通过展示日常生活中的通信设备（如手机、电脑）的图片，引出通信技术的相关问题，激发学生的学习兴趣。
2. 知识讲解：系统地介绍基带信号和基带传输的概念、特点及应用。
3. 案例分析：选取一个具体的通信场景，例如计算机网络中的数据传输，详细分析基带传输在其中的应用。
4. 实践操作：组织学生进行相关的模拟实验，如使用网络模拟软件演示基带传输的过程。
5. 总结讨论：回顾全课内容，强化重要知识点，并开展课堂讨论，解答学生疑问。
6. 作业布置：要求学生收集更多关于基带传输的资料，加深理解，并准备下次课的报告内容。
五、教学评价- 课堂参与度：观察学生在课堂上的参与情况和讨论活跃度。
- 知识掌握情况：通过提问和小测验来检测学生对基带传输知识的掌握程度。
- 实践操作能力：评估学生在模拟实验中的操作能力和问题解决能力。
- 课后作业：检查学生的作业完成情况，了解他们对课堂内容的理解和扩展学习的效果。
六、结语。
第四章、基带数字信号的传输
A
O
A
t / T0
两个“1”码中间有一个“0”码时，密勒码流中出现最大宽度为2Ts的波 形，即两个码元周期。这一性质可用来进行误码检测。
29
5.传号反转码（CMI- Coded Mark Inversion） 1 1 01 0 0 1 0 A
O
－A
t / T0
编码规则是：“1”码交替用“11”和“00”两位码表示； “0”码固 定地用“01”表示，
3.从广义信道来看，数字频带传输系统也可看成一个基带传输系统。
输 入编
码
器
调 制 器
发 转 换 器
媒 质
收 转 换 器
解 调 器
输 译出 码
器
调 制 信道 编 码 信道
4
数字基带传输系统的基本 结构
输入序列
信道信号形成器
码型 形成
GT(ω)
波形 形成
C(ω) 信道
n(t)
GR(ω)
接收 滤波器
抽样 判决器
CMI码有较多的电平跃变，因此含有丰富的定时信息。 此外，由于10 为禁用码组，不会出现3个以上的连码， 这个规律可用来检错。
CMI码是PCM高次群采用的接口码型，在速率低于8.448 Mb/s的光纤 传输系统中有时也用作线路传输码型。
数字双相码、密勒码和CMI码又称为1B2B码。
30
6.nBmB码 （块编码）
第四章 基带数字信号的表 示和传输
引言-意义、系统构成、各部分作用 基带数字信号的波形 基带数字信号的码型 数字基带信号及其频谱特性 基带数字信号的频率特性 数字基带信号传输与码间串扰 眼图 时域均衡
1
1、数字基带信号的产生：
通信原理——数字基带传输系统3
s s
系统带宽：
1 B 2Ts
华北水利水电学院信息工程系 王玲
无码间串扰的基带传输特性
冲激响应波形：
h(t)
-4T s
-3Ts -2Ts
-Ts
0
Ts
2Ts 3Ts
4T s
华北水利水电学院信息工程系 王玲
无码间串扰的基带传输特性
因而，通过分析，可以得到以下结论： (1)对于理想低通系统，若Tb=mTs，m∈N，则可实 现无码间干扰传输，则传码率RB=1/Tb=1/(mTs) ； (2)理想低通系统最大频带利用率为：
基带传输系统的抗噪声性能
二进制双极性基带系统 接收滤波器的输出是一混合波形，即 x(t)=s(t)+nR(t) s(t)：数字基带信号； nR(t) ：接收滤波器输出端噪声。 为了得到第k个码元，选取抽样时刻t=kTs，则抽样值：
1 ’ 时 A nR ( kTs ) 发 送 ‘ x( kTs ) 0’ 时 A nR ( kTs ) 发 送 ‘
s
0 (b)
1s 2T 4W1
t
华北水利水电学院信息工程系 王玲
无码间串扰的基带传输特性
滚降系统无码间串扰的传码率＝与之等效的理想低 通系统的无码间串扰的传码率；理想低通系统的截止 频率为滚降系统传输函数衰减到其最大值一半时对应 的频率点。
码元传输速率：RBMAX=1/Ts 频带利用率：ηmax＝RBmax/B=2/(1+α) 当 α ＝ 0 ，为理想低通特性，此时频带利用率最大， 2Bd/Hz； 当 α ＝ 1 ，称为升余弦特性，此时频带利用率最小， 1Bd/Hz。
t0 ＋ 2Ts
t
无码间串扰的基带传输特性
第4章 基带数字信号的表示和传输
0
π
0
0
π
π
π
0
0
特点： 特点：当 “1”之间有一个 “0”时，码元宽度最长（等于两 之间有一个 时 码元宽度最长（ 倍消息码的长度）。这一性质也可以用来检测误码。 倍消息码的长度）。这一性质也可以用来检测误码。 ）。这一性质也可以用来检测误码 产生：双相码的下降沿正好对应密勒码的突变沿。因此， 产生：双相码的下降沿正好对应密勒码的突变沿。因此， 8 用双相码的下降沿触发双稳触发器就可以得到密勒码。 用双相码的下降沿触发双稳触发器就可以得到密勒码。
0 0 0 0 -B 0 -1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 -V -1 0 0
1 1 -1 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 1 1
译码： 译码： 发现相连的两个同符号的“ 时 后面的“ 及其前面 发现相连的两个同符号的“1”时，后面的“1”及其前面 个符号都译为“ 。 的3个符号都译为“0”。 个符号都译为 然后， 都译为“ ，其它为“ 。 然后，将“+1”和“-1”都译为“1”，其它为“0”。 和 都译为 优点：除了具有 码的优点外， 优点：除了具有AMI码的优点外，还可以使连“0”码元串 码的优点外 还可以使连“ 码元串 的数目不多于3个 而且与信源的统计特性无关。 中“0”的数目不多于 个，而且与信源的统计特性无关。 的数目不多于
6
3. 双相码 － 曼彻斯特码 编码规则：消息码 传输码“ 编码规则：消息码“0” → 传输码“01” 消息码 传输码“ 消息码“1” → 传输码“10” 例： 消息码 0 1 0 1 消息码： 1 1 0 双相码： 双相码：10 10 01 01 10 01 10
《通信原理》樊昌信课后习题答案及解析
习题解答《通信原理教程》樊昌信第一章 概论1.3 某个信息源由A 、B 、C 、D 等4个符号组成。
这些符号分别用二进制码组00、01、10、11表示。
若每个二进制码元用宽度为5ms 的脉冲传输，试分别求出在下列条件下的平均信息速率。
（1） 这4个符号等概率出现；（2） 这4个符号出现的概率分别为1/4、1/4、3/16、5/16。
解： 每秒可传输的二进制位为：()20010513=⨯÷-每个符号需要2位二进制，故每秒可传输的符号数为：1002200=÷（1） 4个符号等概率出现时每个符号包含的平均信息量为： bit 24log 2= 故平均信息速率为：s b R b /2002100=⨯=（2）每个符号包含的平均信息量为：bit 977.11651log 1651631log 163411log 41411log 412222=+++故平均信息速率为： s b R b /7.197977.1100=⨯=1.6 设一个信号源输出四进制等概率信号，其码元宽度为125s μ。
试求码元速率和信息速率。
解：码元速率为：()baud R B 80001012516=⨯÷=- 信息速率为：s kb R R B b /16280004log 2=⨯==第二章 信号2.2 设一个随机过程X （t ）可以表示成：()()∞<<∞-+=t t t X θπ2cos 2其中θ在（0，2π）之间服从均匀分布，判断它是功率信号还是能量信号？并求出其功率谱密度或能量谱密度。
解：它的能量无限，功率有界，所以是一个功率信号。
`()[]()[]()()()πτθπτθππτπθπθπτπθπππ2cos 4224cos 2cos 22122cos 22cos 22020=+++=•+++=⎰⎰d t d t t由维纳－辛钦关系有：()()ττωωτd e R P j X -+∞∞-⎰=()()[]πωδπωδπ222++-=2.3 设有一信号可表示为：()()⎩⎨⎧>≥-=000exp 4t t t t x试问它是功率信号还是能量信号？并求出其功率谱密度或能量谱密度。
《数据通信原理》综合练习题与答案
《数据通信原理》综合练习题与答案北京邮电大学高等函授教育、远程教育《数据通信原理》综合练习题与答案第一部分练习题一、填空题1、白噪声是________________________________________________________________。
2、高斯噪声是______________________________________________________________。
3、散粒噪声和热噪声均是____________________________________________________。
4、数据通信中常用的二进制代码有_____________________、_____________________、_______________________和____________________________。
5、国际电报2号码是_______________单位代码。
6、数据通信系统主要由_________________________、__________________________和____________________________ 三部分组成。
7、数据电路由_______________________和__________________________组成。
8、数据链路由_________________________和_______________________ 组成。
9、主机的主要功能是____________________________。
10、若每秒传送N个M进制的码元，则码元传输速率为_________________，信息传输速率为____________________________。
11、数据信号的基本传输方式有_______________________、______________________和__________________________。
基带信号和载波信号
基带信号和载波信号基带信号和载波信号是通信系统中非常重要的概念。
基带信号是指未经调制的信号，一般在频率范围较窄且接近零频的信号。
而载波信号是一种较高频的信号，用于携带基带信号并传输。
在本文中，我们将深入探讨基带信号和载波信号的概念、特性及其在通信系统中的应用。
首先，我们来了解一下基带信号的特性。
基带信号通常是模拟信号或数字信号，它是信息信号的直接表示，没有经过调制或变换。
在模拟通信系统中，基带信号可以是任何持续时间和幅度的连续信号。
而在数字通信系统中，基带信号通常是离散时间的数字序列。
基带信号的频率范围通常比较窄，接近零频。
这意味着基带信号在传输过程中容易受到噪声和失真的影响。
为了提高信号的传输质量和抗干扰能力，必须对基带信号进行调制，将其转换成能够在高频率载波上传输的信号。
接下来，我们来详细介绍载波信号。
载波信号是一种具有高频率的信号，用于携带基带信号。
在调制过程中，基带信号通过将其与载波信号相乘来调制载波信号，从而将信息信号转移到高频信号上。
通过调整载波信号的频率、幅度和相位，可以对基带信号进行不同类型的调制，例如调幅、调频和调相。
载波信号的频率通常比基带信号的频率高很多，这样可以更有效地传输信号。
此外，载波信号还具有较强的抗干扰能力，可以更好地抵抗噪声和干扰。
在接收端，通过解调和解码过程，载波信号可以还原成原始的基带信号，使得接收方能够正确地还原传输的信息。
基带信号和载波信号在通信系统中有着广泛的应用。
它们是无线通信、有线通信以及许多其他通信系统中的核心概念。
无线通信系统中，基带信号经过调制后携带在载波信号上，通过空气传输到接收端。
有线通信系统中，基带信号经过调制后在导线或光纤中传输。
无论是无线通信还是有线通信，基带信号和载波信号的处理都是必不可少的。
另外，基带信号和载波信号也在其他领域有着重要的应用。
在音频处理中，基带信号用于表示音频信号的原始数据。
在图像处理中，基带信号表示图像的亮度信息。
第五章 基带数字信号传输PPT教学课件
什么是基带数字传输
最佳接收机？
基带数字传输系统的构成：
信道信号 形成器
信道
接收滤 波器
抽样判 决器
噪声
二进制信号传输 S0(t) 0
S1(t) 1
AWGN(Additive white gaussian noise)
R(t)=Si(t)+n(t)
2020/12/10
Matlab应用与通信仿真
2020/12/10
Matlab应用与通信仿真
13
PPT教学课件
谢谢观看
Thank You For Watching
14
3
信号相关器
信号相关器的结构：
s0(t) t
r(t)
0 ()d
s1(t) t 0 ()d
r0
检
r1
测 器 输出信号
t=Tb采样
t
r0(t)0r()s0()d
r0 r0(t)tTb
t
r1(t)0r()s1()d
r1 r1(t)tTb
2020/12/10
Matlab应用与通信仿真
4
例 已知s0(t) 和s1(t)波形如图所示，求采样 瞬时相关器的输出。
s0(t)
s1(t)
s2(t)
s3(t)
AAAAFra bibliotekT/4
T/4 T/2
T/2 3T/4
3T/4 T
2020/12/10
Matlab应用与通信仿真
12
AWGN接收机
信号相关器
发s0(t)时，
rri0
ni
n0
检测器
r0>ri时，则判断传输的是s0 正确概率： PC(t)＝P(r0>r1,r0>r2,……,r0>rM-1) 差错概率：PM(t)=1-PC(t)
14级现代通信原理复习资料-2
14级现代通信原理复习资料一、填空题1、二进制码元速率为62.04810⨯ Baud ，若在2秒内有3个码元产生错误，则误码率为77.3210-⨯。
2、设每秒传送n 个M 进制的码元,则信息传输速率为 2log M n b/s.3、出现概率越小的消息，其所含的信息量 越大 。
4、以等概率发送二进制数字“0”和“1"，则每个数字的信息量为 1 bit 。
5、消息所包含的信息量是该消息出现的概率的函数，消息出现的概率为P （x ），则消息所包含的信息量I = (x)2log P - bit.6、从信源发出的没有经过调制的原始电信号称为 基带 信号。
7、信道编码的目的是提高信息传输的 可靠性 。
8、通信双方可同时进行收发消息的工作方式称为 全双工（双工） 通信。
9、信道按传输媒质可分为有线信道和无线信道。
其中，蜂窝移动通信系统属于 无线 信道。
10、一个八进制波形需要用 3 个二进制脉冲表示。
11、单边功率谱密度为0n 的高斯白噪声通过带宽为B 的带通滤波器,输出的噪声平均功率为0n B 。
12、矩形脉冲信号的持续时间为T B 秒，则该矩形脉冲信号的第一零点带宽为1BT Hz 。
13、恒参信道的主要传输特性可用 幅频 特性和相频特性来表示。
14、噪声可分为人为噪声和自然噪声,其中,热噪声属于 自然 噪声。
15、调制信道的定义范围为从调制器的输出端至 解调器的输入端 .16、无失真传输系统要求其幅频特性为 常数 。
17、标准调幅AM 中，调制信号m （t ）与叠加的直流分量0A 0max A >（t ） 时出现“过调幅”现象。
18、SSB 调制系统的制度增益为 1 。
19、对AM 信号进行包络检波时，当输入信噪比较小时，输出信噪比随输入信噪比的下降而急剧恶化，这种现象称为 门限效应 。
20、FM 调制时，若调制信号的调制频率为m f ，最大频偏为f ∆，调制指数为f m = mf f ∆ 。
最新第五章基带数字信号的表示和传输课件ppt
h (t) 1 1 //2 2 T TH (f)ej2 fd t fsit/tn T /T
35
由图(b)可见，h(t)的零点间隔 等于T，只有原点左右第一个零点 之间的间隔等于2T。
在理论上，可以用持续时间为 T 的码元进行传输而无码间串扰。 如图(c)所示。
这时， 传输带宽：W = 1/(2T) Hz 传输速率 : RB = (1/T) 波特 速率带宽比:
2.HDB3码（对AMI的改进,解决了连“0”问题）
编码规则： 首先将数据变成AMI码 如果有4个或4个以上连0，则每4个连0分成1小组，称为
一个“破坏节” 将破坏节的第4个0用“+V”或“-V”替换掉，V取“+”或“-”
的法则是：要保证与前一个非0比特同号 相邻“V”的符号也要保证极性交替：
❖ 也属于“1B2B”码。1用“++”“--”交替表示；0用“-+”表示。
1 01 1 0
Tb
2Tb
3Tb
4Tb
T c
14
[例5.1]HDB3编码举例
0 +1 0 0 0 +V0 -1 +1 -B0 0 0 -V0 0 -+1 0 +-1 0
第1个破坏节
第2个破坏节
15
[例5.2]HDB3译码举例
码间串扰 － 相邻码元间的互相重叠
32
在二进制数字通信时，ak的可能取值为“0”或“1”，判 决电路的判决门限为V0，判决规则为:
当y(kTs+t0)＞V0时，判ak为“1” 当y(kTs+t0)＜V0时，判ak为“0” 为了使误码率尽可能的小，必须最大限度的减小码间串 扰和随机噪声的影响。
33
《计算机网络》习题答案
第一章一、选择题1.下面说法正确的是C 。
A. “传输速率”就是通常所说的“传输带宽”B. “传输速率”是指信道中所能承受的最大带宽C. “传输带宽”就是信道中所能承受的最大“传输速率”D. 以上说法均不正确2.数据传输，需要建立一个数据通信系统，它一般包括信源、发送器、(1)C_、接收器和信宿。
当采用卫星进行通信时，数据一般被变换成(2)B_。
为了增大模拟传输系统的传输距离，应采用的设备是(3)B_。
现在在模拟电话网上利用调制解调器传输数据往往采用幅度和相位两个参数进行调制，这种调制方式称为(4)D_。
3.下列说法正确的是D 。
A. 串行传输方式比并行传输方式的效率高B. 并行传输方式比串行传输方式的效率高C. 在串行传输中，比特位的传输是随机的D. 以上说法均不正确4.下图为曼彻斯特编码，表示的数据为(1)A_，使用这种编码的网络是(2)C_。
如果该编码波形的最高和最低电平分别为＋5V、－5V，其直流分量是(3)D_V。
（1）A. 10100 B. 01110 C. 10101 D. 00011（2）A. 广域网 B. 城域网 C. 局域网（3）A. 5 B. －5 C. 2.5 D. 05.在一个带宽为3 kHz、没有噪声的信道传输二进制信号时，该信道能够达到的最高码元传输速率为(1)B baud。
一个带宽为3 kHz、信噪比为30 dB的信道，能够达到的极限信息传输速率为(2)B_b/s。
上述结果表明，(3)D_。
（1）A. 3K B. 6K C. 56K D. 10M（2）A. 12K B. 31K C. 56K D. 10M（3）A. 有噪声信道比无噪声信道具有更大的带宽B. 有噪声信道比无噪声信道可达到更高的极限数据传输率C. 有噪声信道与无噪声信道没有可比性D. 上述问题的单位不同，数据不能进行直接的比较6.4B/5B编码是将数字数据转换为数字信号的编码方式，其原理是(1)_B位编码表示(2)A_位数据。
数字传输技术
数字信号载波传输
载波S(t) S(t)=Asin(ω t+Φ) S(t)的参量包括：
A：振幅 ω ：角频率 Φ：相位
数字调制就是使上述三个参量随数字基带 信号的变化而变化。
最基本的数字数据→模拟信号调制方式有 以下三种（如图2-5所示）。
（1）幅移键控方式（ASK，Amplitude-Shift Keying） （2）频移键控方式（FSK，Frequency-Shift Keying） （3）相移键控方式（PSK，Phase-Shift Keying）
．宽带传输
宽带是指比音频带宽更宽的频带，它包括大部 分电磁波频谱。利用宽带进行的传输称为宽带传 输，这样的系统称为宽带传输系统。宽带传输系 统属于模拟信号传输系统，它能够在同一信道上 进行数字信息或模拟信息服务，宽带传输系统可 以容纳全部广播信号，并可进行高速数据传输。
局域网中，传输方式分基带传输和宽带传输。它们 的区别在于：基带传输的信号主要是数字信号， 宽带传输的是模拟信号；基带传输的数据传输速 率范围为0～10Mb/s，其典型的数据传输速率范 围为1～2.5Mb/s；宽带传输的数据传输速率范围 为0～400Mb/s，通常使用的传输速率是5～ 10Mb/s。一个宽带信道还可以被划分为多个逻辑 基带信道。宽带传输能把声音、图像和数据等信 息综合到一个物理信道上进行传输。宽带传输采 用的是频带传输技术，但频带传输不一定是宽带 传输。
简单说来，就是将数字信号1或0直接用两种 不同的电压来表示，然后送到线路上去传输。 如短距离的脉冲编码调制（PCM）局间中继、 局域网计算机间的数据传送常采用基带传输 方式。
数字信号载波传输
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式中，T为码元持续时间
当系统输入为单位冲激函数(t)时，抽样前接收信号波形h(t)应
该等于H(f)的逆傅里叶变换：
sin t / T h(t ) H ( f )e df 1 / 2T t / T 第14讲 基带数字信号的表示和传输之三
(a) 传输函数
滚降特性仍然保持2W波特的
传输速率，但是占用带宽增大了。
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(b) 冲激响应
7
5.6.2 部分响应系统
部分响应系统解决的问题：
理想矩形传输特性：带宽最小，但不可实现， 滚降特性：可以实现，但带宽增大了。 部分响应特性：可以解决上述矛盾。
抽样 判决
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第14讲 基带数字信号的表示和传输之三
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5.6.2 码间串扰及奈奎斯特准则
码间串扰
－ 相邻码元间的互相重叠 码间串扰产生的原因 － 系统总传输特性H(f)不良。 码间串扰的特点 －随信号的出现而出现，随信号的消失而消 失 （乘性干扰） 克服码间串扰的原理 设：系统总传输函数H(f)具有理想矩形特性：
N T k n e j 2f ( n 1)T , k 1 G( f ) 0,
1 f , 2T 1 f 2T
由上式看出，G(f)的频谱仍然仅存在于(-1/2T, 1/2T)范围内。
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第14讲 基带数字信号的表示和传输之三
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设输入序列为{ak}，相应的编码序列为{Ck}，则有 Ck k1ak k 2 ak 1 k N ak ( N 1) 式中，ak可以是L进制的数字 预编码规则为： ak k1bk k 2bk 1 k N bk ( N 1) 式中，为模L加法 对于bk的相关编码规则为： Ck k1bk k 2bk 1 k N bk ( N 1) 对Ck进行模L运算 ：
5.6.1 基带数字信号传输系统模型
GT(f) 发送 滤波器 C(f) 信道 噪声 GR(f) 接收 滤波器 抽样 判决
设：GT(f) － 发送滤波器的传输函数， GR(f) －接收滤波器的传输函数， C(f) － 信道的传输函数， H(f) H(f) = GT(f)C(f)GR(f)。
基带 传输
第14讲 基带数字信号的表示和传输之三 13
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例：设输入
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{ak}为1 1 1 0 1 0 0 1，则编解码过程为： 初始状态bk-1＝0 初始状态bk-1＝1 二进制序列{ak} 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 二进制序列{bk-1} 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 二进制序列{bk} 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 序 列{Ck} 1 1 1 2 1 0 0 1 1 1 1 0 1 2 2 1 二进制序列 {[Ck]mod} 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 双极性序列{ak} ＋＋＋－ ＋－－ ＋ ＋＋＋ －＋―― ＋ 双极性序列{bk} ＋－＋＋ ――― ＋ －＋― ―＋＋＋ － 双极性序列{bk-1} －＋－＋ ＋―― ― ＋－＋ ――＋＋ ＋ 序列{Ck} 0 0 0 2 0 –2 –2 0 0 0 0 –2 0 2 2 0 判决准则： 若Ck = 0，判为 ak = +1； 若Ck = 2，判为ak = -1。
G(f)
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第14讲 基带数字信号的表示和传输之三
1/2T8
f
上波形的频谱为：
2T cosfT , G( f ) 0, f 1 / 2T f 1 / 2T
－ 余弦形，带宽1/2T。
输出波形公式g(t)可以化简为: 4 cost / T g (t ) 1 4t 2 / T 2 － g(t)值随 t 2的增大而减小。 由上式可得，
一般部分响应特性： 令 sin 2Wt sin 2W (t T ) sin 2W t N 1T g (t ) k1 k2 kN 2Wt 2W (t T ) 2W t N 1T
式中，kn( n = 1, 2, …, N) － 加权系数，可以取正、负或零值 对上式中g(t)作傅里叶变换，得到其频谱G(f)为：
(b) 矩形分量
H1(f)
0
k≠0（整数）
2i H ( ) i T H ( ) 0
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T
T
(c) 奇对称分量
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第14讲 基带数字信号的表示和传输之三
例：余弦滚降特性的传输函数
1, 1 1 H 0 ( f ) cos 2W1 2 2 0, f W W1
a -1 a0 a1 a2
抽 样 时 刻
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第14讲 基带数字信号的表示和传输之三
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相关编码概念： 设系统输入的二进制码元序列为{ak}，其中ak = 1。当发送码 元ak时，接收波形在相应抽样时刻上的抽样值Ck决定于下式：
Ck ak ak 1
Ck的可能取值会有+2、0、-2 由上式可知收端：
通信系统原理教程
第14讲 基带数字信号的表示 和传输之三
通信教研室
本讲内容
概述 字符的编码方法 基带数字信号的波形 基带数字信号的传输码型 基带数字信号的频率特性 基带数字信号传输与码间干扰 眼图
时域均衡器
第14讲 基带数字信号的表示和传输之三 2
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5.6基带数字信号传输与码间串扰
an： +1 -1 +1 +1 -1 +1 -1 -1 +1 +1 -1 -1 -1 +1 -1
Cn： 0 0 +2 0 0 0 -2 信道传输 0 +2 0 -2 -2 0 0
收端：
Cn’: bn’: 1 0 0 0 +2 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 +2 0 -2 -2 0 0
an’: +1 -1 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 +3 -3 +1 -3 +3 -3 1 0 1 0 1 0 1 0
部分响应特性原理：
例：设传输函数H(f)为理想矩形。当加入两个相距时间T的单 位冲激时，输出波形是两个sinx/x波形的叠加：
g (t ) sin 2W t T / 2 sin 2W t T / 2 2W t T / 2 2W t T / 2
式中，W = 1/2T
H(f)
T-1Leabharlann 2T01/2Tf
(a) H(f)曲线
(b) h(t)曲线
速率带宽比: RB/w＝ 2 Baud/Hz (RB=2w) － 奈奎斯特传输速率 理想传输特性的问题 (c) h(t)和h(t-T)间无串扰示意图 不能物理实现 波形的“尾巴”振荡大，时间长，要求抽样时间准确。
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第14讲 基带数字信号的表示和传输之三 14
方框图
＋
T
发送滤波器
接收滤波器
模2
相加
判决 抽样 脉冲
T
(a) 原理方框图
发送滤波器 接收滤波器 模2 判决 抽样
＋
T
相加
脉冲
(b) 实际方框图
第一类部分响应系统、双二进制(Duobinary)信号传输系统
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ak Ck ak 1
∴如果前一码元ak-1已知，则在收到Ck后，就可以求出ak 值。
上例说明：原则上，可以达到理想频带利用率，并且使码元 波形的“尾巴”衰减很快。
存在问题：错误传输导致错码更多，故不能实用。
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第14讲 基带数字信号的表示和传输之三
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发端： bn 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0
实现无码间串扰传输特性：
奈奎斯特证明了：系统传输函数不必为矩 形，可以是具有缓慢下降边沿的任何形状， 但要求传输函数是实函数，并在 f = w处 奇对称。（不是必要条件） － 称为奈奎 斯特准则。 RB2 W ； RB= 2 W √； RB2w看h(t)
(a) 传输函数
奈奎斯特第一准则：凡是基带系统的总 特性满足如下要求的，均可以消除码间干 扰。（H（ω）是h(kt)的充必条件） 1 h(kt)= k=0
f W W1 ,
W W1 f W W1 W W1 f
其冲激响应为：
W sin Wt cos2W1t s 0 (t ) 2 Wt 1 4W1t W1/W － 称为滚降系数。
当W1/W = 1时，称为升余弦特性。 此时s0(t)的旁瓣小于31.5 dB， 且零点增多了。
[Ck ]mod L [k1bk k 2bk 1 k N bk ( N 1) ]mod L ak
由上式看出，不再存在错误传输导致更多误码问题 。 按照上述原理，目前已经有5类部分响应特性。
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2013-8-24 第14讲 基带数字信号的表示和传输之三 17
1 / 2T j 2ft
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由图(b)可见，h(t)的零点间隔 等于T，原点左右第一个零点 之间的间隔等于2T。 在理论上，可以用持续时间为 T 的码元进行传输而无码间串扰。 如图(c)所示。 这时，传输带宽：w = 1/(2T) Hz