第五章 基带数字信号的表示和传输
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消息码： 消息码： 1 0 1
1 0
0 0
1 10
0
双相码： 双相码： 10 01 10 10
01 01 01
1
特点
无直流分量； （1）无直流分量； 富含位定时信息； （2）富含位定时信息； 编码过程简单； （3）编码过程简单； 带宽比原信码大1 （4）带宽比原信码大1倍。
0
四、密勒码
1.编码规则： 1.编码规则： 编码规则 消息码“ 用中点处电压的突跳表示，即用“01” 消息码“1” :用中点处电压的突跳表示，即用“01” 或 10”表示。 “10”表示。 消息码“0” :单个消息码“0”不产生电位变化，连 消息码“ 单个消息码“ 不产生电位变化， “ 0” 1 消息码则在边界使电平突变， 11” 消息码则在边界使电平突变，用“11” 1 0 或 消息码： 消息码： 1 0 1 1 0 0 0 1 00”表示。 “00”表示。
1
绪论
第五章 基带数字信号的表示和传输
2
主要内容
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 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
3
5.1 概述
基带信号：由原始消息转换成的低频信号。 基带信号：由原始消息转换成的低频信号。 基带传输：数字基带信号不经调制在信道中传输。 基带传输：数字基带信号不经调制在信道中传输。 频带信号（带通信号）：经过调制后的信号。 频带信号（带通信号） 经过调制后的信号。 频带传输：数字基带信号经调制后在信道中传输。 频带传输：数字基带信号经调制后在信道中传输。
双极性不归零波形
特点
（1）当“1”和“0”数目不相等时有直流成 份； 或连“ （2）连“0”或连“1”时不能直接提取位同 步信息； 步信息；
单极性归零波形
特点
有直流分量； （1）有直流分量； 时可以直接提取位同步信息。 （2）连“1”时可以直接提取位同步信息。连 “0”时不能直接提取位同步信息
双极性归零波形
4
5.2 字符的编码方法
–何谓字符？ 何谓字符？ 何谓字符
汉字、 统称为字符。 汉字、数字和英文字母 … ，统称为字符。
–汉字的编码方法： 4位十进制数字表示一个汉字。 汉字的编码方法： 位十进制数字表示一个汉字。 汉字的编码方法 例如，电报编码： 0022” 例如，电报编码： “中” → “0022”，
(e)
13
AMI码 一、AMI码－传号交替反转码
编码规则：“1”→交替变成“＋1”和“－1” “0”→仍保持为“0”。 消息码： 例：消息码：0 1 0 1 1 0 0 0 1 AMI码 AMI码：0 +1 0 -1 +1 0 0 0 -1 -----------------------------------------优点： 优点：没有直流分量 、译码电路简单 、能发 现错码。 现错码。 缺点 出现长串连“0”时，将使接收端无法取得 出现长串连“ 定时信息。 定时信息。
01 11 密勒码： 密勒码： 10 01 11 00 11 10
0
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五、CMI码 －传号反转码 CMI码
1.编码规则： 1.编码规则： 编码规则 消息码“ 交替用“11” 00”表示； 消息码“1” → 交替用“11”和“00”表示； 消息码“ 消息码“0” → 用“01”表示。 01”
1 1
译码
发现相连的两个同符号的“ 后面的“ 1)发现相连的两个同符号的“1”时，后面的“1”及其 前面 的3个符号都译为“0”。 个符号都译为“ 2)然后， 2)然后，将“+1”和“-1”都译为“1”，其它为“0”。 然后 +1” 都译为“ 其它为“
优点
除了具有AMI码的优点外，还可以使连“ 除了具有AMI码的优点外，还可以使连“0”码元串 AMI码的优点外 中 “0”的数目不多于3个，便于接收端提取定时信息。 17 的数目不多于3 便于接收端提取定时信息。
复习
1、数字通信系统有哪些主要性能指标？ 数字通信系统有哪些主要性能指标？ 2、码元传输速率与信息传输速率的关系。 码元传输速率与信息传输速率的关系。 3、在什么情况下信源的熵最大？ 在什么情况下信源的熵最大？ 4、天线的长度与电磁波波长的关系， 天线的长度与电磁波波长的关系， 5、电磁波有哪几种传输方式？ 电磁波有哪几种传输方式？ 6、有线信道的种类有哪些？ 有线信道的种类有哪些？ 7、适合在光纤中传播的光波波长。 适合在光纤中传播的光波波长。
• 无直流分量和只有很小的低频分量； 无直流分量和只有很小的低频分量； • 含有码元的定时信息； 含有码元的定时信息； • 传输效率高； 传输效率高； • 最好有一定的检错能力； 最好有一定的检错能力； • 适用于各种信源。 适用于各种信源。
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单极性不归零波形
特点
有直流分量； （1）有直流分量； 或连“ （2）连“0”或连“1”时不能直接提 取位同步信息。 取位同步信息。
14
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、HDB3码 －3阶高密度双极性码 HDB3码
编码规则 1）将消息码变换成AMI码
2） 检查AMI码中连“0”的情况： a）当发现4个或4个以上连“0”的码元串时，将第4个 “0”变成与其前一个非“0”码元（“＋1”或“－1”） 同极性的码元。将这个码元称为“破坏码元”，并用符号 “V ”表示. 相邻“V”的符号也是极性交替。 b）当相邻“V ”之间有偶数个非“0”码元时，将这 个连“0”码元串的第1个“0”变成“＋B”或“－B”。B 的符号与前一个非“0”码元的符号相反；并且让后面的非 “0”码元符号从V码元开始再交替变化。
5
返回
5.3 基带数字信号的波形
0
+V
1
0
1
1
0
0
0
1
单极性波形
(a)
0
+V
双极性波形
(b)
-V
+V
(c)
单极性归零波形
(d)
0
+V 0 -V
双极性归零波形
差分波形
(e)
6
5.3 基带数字信号的波形
+3V +V 0 -V -3V 多电平波形
7
5.4 基带数字信号的传输码型
对传输码型的要求： 对传输码型的要求：
返回
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三、双相码 － 曼彻斯特码
编码规则：消息码“0” → 传输码“01” 消息码“ 消息码“1” → 传输码“10” 传输码“10” 消息码： 例：消息码： 1 双相码： 双相码：10 1 10 0 01 0 01 1 10 0 01 1 10
译码规则：消息码“0”和“1”交替处有连“0”和 连 “1”，可以作为码组的边界。
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例
代码波形
1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 _1 1 0 0 0 0 _1 0 0 0 0 1
AMI 波形
V
B
V
V
1 0 0 0 1 -1 1 -1 0 0 -1 1 0 0 0 1 -1 HDB3 波形
+V
_
B
_
V
+V
二、HDB3码 －3阶高密度双极性码 HDB3码
消息码： 消息码： 1 0 1 CMI码： 码 1 0 0 0 1
0
0 0
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七、nBmB码 nBmB码
nBmB码 nBmB码是一类分组码，它把消息码流的n位二进 制码元编为一组，并变换成为m位二进制的码组，其 中m>n。后者有2m种不同组合。 由于m>n，所以后者多出(2m – 2n)种组合。在2m 种组合中，可以选择特定部分为可用码组，其余部 分为禁用码组，以获得好的编码特性。
特点
（1）当“1”和“0”数目不相等时，有直流成份； 数目不相等时，有直流成份； （2）连“0”或连“1”时可以直接提取位同步信息； 或连“ 时可以直接提取位同步信息；
0
+V
1
0
1
1
0
0
0
1
单极性波形
(a)
0
+V
双极性波形
(b)
-V
+V
(c)
单极性归零波形
(d)
0
+V 0 -V
双极性归零波形
差分波形
“国” 区位码： 区位码： → “0948”。 0948” 5448” “中” → “5448”， 2590” “国” → “2590”。
–英文字母编码方法：(P347-349) 英文字母编码方法：(P347英文字母编码方法
–ASCII 码 － 7位二进制数字表示一个字符 。 ASCII ►表示字符的数字组合称为码组，也称为“代码”。 表示字符的数字组合称为码组，也称为“代码”
22
作业
思考题 5.3 习题 5.1
补充题： 补充题：
若消息序列为101000011000000001 101000011000000001， 1、若消息序列为101000011000000001，试写 出相应的AMI码和HDB 出相应的AMI码和HDB3码。 AMI码和 码为+10 1000-10+1-1+100+1000+102、若HDB3码为+10-1000-10+1-1+100+1000-1， 试写出相应的消息序列。 试写出相应的消息序列。 消息序列
消息码： 消息码： 1 0 1
1 0
0 0
1 10
0
双相码： 双相码： 10 01 10 10
01 01 01
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特点
无直流分量； （1）无直流分量； 富含位定时信息； （2）富含位定时信息； 编码过程简单； （3）编码过程简单； 带宽比原信码大1 （4）带宽比原信码大1倍。
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四、密勒码
1.编码规则： 1.编码规则： 编码规则 消息码“ 用中点处电压的突跳表示，即用“01” 消息码“1” :用中点处电压的突跳表示，即用“01” 或 10”表示。 “10”表示。 消息码“0” :单个消息码“0”不产生电位变化，连 消息码“ 单个消息码“ 不产生电位变化， “ 0” 1 消息码则在边界使电平突变， 11” 消息码则在边界使电平突变，用“11” 1 0 或 消息码： 消息码： 1 0 1 1 0 0 0 1 00”表示。 “00”表示。
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绪论
第五章 基带数字信号的表示和传输
2
主要内容
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 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
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5.1 概述
基带信号：由原始消息转换成的低频信号。 基带信号：由原始消息转换成的低频信号。 基带传输：数字基带信号不经调制在信道中传输。 基带传输：数字基带信号不经调制在信道中传输。 频带信号（带通信号）：经过调制后的信号。 频带信号（带通信号） 经过调制后的信号。 频带传输：数字基带信号经调制后在信道中传输。 频带传输：数字基带信号经调制后在信道中传输。
双极性不归零波形
特点
（1）当“1”和“0”数目不相等时有直流成 份； 或连“ （2）连“0”或连“1”时不能直接提取位同 步信息； 步信息；
单极性归零波形
特点
有直流分量； （1）有直流分量； 时可以直接提取位同步信息。 （2）连“1”时可以直接提取位同步信息。连 “0”时不能直接提取位同步信息
双极性归零波形
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5.2 字符的编码方法
–何谓字符？ 何谓字符？ 何谓字符
汉字、 统称为字符。 汉字、数字和英文字母 … ，统称为字符。
–汉字的编码方法： 4位十进制数字表示一个汉字。 汉字的编码方法： 位十进制数字表示一个汉字。 汉字的编码方法 例如，电报编码： 0022” 例如，电报编码： “中” → “0022”，
(e)
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AMI码 一、AMI码－传号交替反转码
编码规则：“1”→交替变成“＋1”和“－1” “0”→仍保持为“0”。 消息码： 例：消息码：0 1 0 1 1 0 0 0 1 AMI码 AMI码：0 +1 0 -1 +1 0 0 0 -1 -----------------------------------------优点： 优点：没有直流分量 、译码电路简单 、能发 现错码。 现错码。 缺点 出现长串连“0”时，将使接收端无法取得 出现长串连“ 定时信息。 定时信息。
01 11 密勒码： 密勒码： 10 01 11 00 11 10
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五、CMI码 －传号反转码 CMI码
1.编码规则： 1.编码规则： 编码规则 消息码“ 交替用“11” 00”表示； 消息码“1” → 交替用“11”和“00”表示； 消息码“ 消息码“0” → 用“01”表示。 01”
1 1
译码
发现相连的两个同符号的“ 后面的“ 1)发现相连的两个同符号的“1”时，后面的“1”及其 前面 的3个符号都译为“0”。 个符号都译为“ 2)然后， 2)然后，将“+1”和“-1”都译为“1”，其它为“0”。 然后 +1” 都译为“ 其它为“
优点
除了具有AMI码的优点外，还可以使连“ 除了具有AMI码的优点外，还可以使连“0”码元串 AMI码的优点外 中 “0”的数目不多于3个，便于接收端提取定时信息。 17 的数目不多于3 便于接收端提取定时信息。
复习
1、数字通信系统有哪些主要性能指标？ 数字通信系统有哪些主要性能指标？ 2、码元传输速率与信息传输速率的关系。 码元传输速率与信息传输速率的关系。 3、在什么情况下信源的熵最大？ 在什么情况下信源的熵最大？ 4、天线的长度与电磁波波长的关系， 天线的长度与电磁波波长的关系， 5、电磁波有哪几种传输方式？ 电磁波有哪几种传输方式？ 6、有线信道的种类有哪些？ 有线信道的种类有哪些？ 7、适合在光纤中传播的光波波长。 适合在光纤中传播的光波波长。
• 无直流分量和只有很小的低频分量； 无直流分量和只有很小的低频分量； • 含有码元的定时信息； 含有码元的定时信息； • 传输效率高； 传输效率高； • 最好有一定的检错能力； 最好有一定的检错能力； • 适用于各种信源。 适用于各种信源。
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单极性不归零波形
特点
有直流分量； （1）有直流分量； 或连“ （2）连“0”或连“1”时不能直接提 取位同步信息。 取位同步信息。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、HDB3码 －3阶高密度双极性码 HDB3码
编码规则 1）将消息码变换成AMI码
2） 检查AMI码中连“0”的情况： a）当发现4个或4个以上连“0”的码元串时，将第4个 “0”变成与其前一个非“0”码元（“＋1”或“－1”） 同极性的码元。将这个码元称为“破坏码元”，并用符号 “V ”表示. 相邻“V”的符号也是极性交替。 b）当相邻“V ”之间有偶数个非“0”码元时，将这 个连“0”码元串的第1个“0”变成“＋B”或“－B”。B 的符号与前一个非“0”码元的符号相反；并且让后面的非 “0”码元符号从V码元开始再交替变化。
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5.3 基带数字信号的波形
0
+V
1
0
1
1
0
0
0
1
单极性波形
(a)
0
+V
双极性波形
(b)
-V
+V
(c)
单极性归零波形
(d)
0
+V 0 -V
双极性归零波形
差分波形
(e)
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5.3 基带数字信号的波形
+3V +V 0 -V -3V 多电平波形
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5.4 基带数字信号的传输码型
对传输码型的要求： 对传输码型的要求：
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三、双相码 － 曼彻斯特码
编码规则：消息码“0” → 传输码“01” 消息码“ 消息码“1” → 传输码“10” 传输码“10” 消息码： 例：消息码： 1 双相码： 双相码：10 1 10 0 01 0 01 1 10 0 01 1 10
译码规则：消息码“0”和“1”交替处有连“0”和 连 “1”，可以作为码组的边界。
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例
代码波形
1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 _1 1 0 0 0 0 _1 0 0 0 0 1
AMI 波形
V
B
V
V
1 0 0 0 1 -1 1 -1 0 0 -1 1 0 0 0 1 -1 HDB3 波形
+V
_
B
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V
+V
二、HDB3码 －3阶高密度双极性码 HDB3码
消息码： 消息码： 1 0 1 CMI码： 码 1 0 0 0 1
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七、nBmB码 nBmB码
nBmB码 nBmB码是一类分组码，它把消息码流的n位二进 制码元编为一组，并变换成为m位二进制的码组，其 中m>n。后者有2m种不同组合。 由于m>n，所以后者多出(2m – 2n)种组合。在2m 种组合中，可以选择特定部分为可用码组，其余部 分为禁用码组，以获得好的编码特性。
特点
（1）当“1”和“0”数目不相等时，有直流成份； 数目不相等时，有直流成份； （2）连“0”或连“1”时可以直接提取位同步信息； 或连“ 时可以直接提取位同步信息；
0
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单极性波形
(a)
0
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双极性波形
(b)
-V
+V
(c)
单极性归零波形
(d)
0
+V 0 -V
双极性归零波形
差分波形
“国” 区位码： 区位码： → “0948”。 0948” 5448” “中” → “5448”， 2590” “国” → “2590”。
–英文字母编码方法：(P347-349) 英文字母编码方法：(P347英文字母编码方法
–ASCII 码 － 7位二进制数字表示一个字符 。 ASCII ►表示字符的数字组合称为码组，也称为“代码”。 表示字符的数字组合称为码组，也称为“代码”
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作业
思考题 5.3 习题 5.1
补充题： 补充题：
若消息序列为101000011000000001 101000011000000001， 1、若消息序列为101000011000000001，试写 出相应的AMI码和HDB 出相应的AMI码和HDB3码。 AMI码和 码为+10 1000-10+1-1+100+1000+102、若HDB3码为+10-1000-10+1-1+100+1000-1， 试写出相应的消息序列。 试写出相应的消息序列。 消息序列