现代通信原理课件

注意，此时会产生一个问题： （注意，此时会产生一个问题：接收端无法区 别哪个是原有的信息1，哪个是后加的V）
第七章 数字信号的基带传输系统
HDB3编码规则（续）
如果一个破坏节中的V与前一个非0比特同号， 则不用再对这个破坏节进行任何动作 如果一个破坏节中的V与前一个非0比特反号， 则将这个破坏节中的第1个0替换成“+1”或“1”，称之为B比特， B取“+1”或“-1”的法则是 与本破坏节的那个V比特同号
直流和低频容易被耦合等电路隔离 高频容易被线路的电容效应引起的回路损耗掉
第七章 数字信号的基带传输系统
§7.2.1 数字基带码型设计的原则（续）
(4) 易于从基带信号中提取同步信息
这里的“同步”可以理解为数字电路中时钟 (CLK)
(5) 最好有一定的误码检测功能
检测出来错误后，能纠正就纠正，不能纠正可 以请求重发
t
1
Tb
0
2Tb
1
3Tb
1
4Tb
0
第七章 数字信号的基带传输系统
§7.2.2 常用码型及其波形(续)
7、CMI码（Code Mark Inverse） 也属于“1B2B”码。1用“++”“--”交替表示； 0用“-+”表示。
t
1
Tb
0
2Tb
1
3Tb
1
4Tb
0
第七章 数字信号的基带传输系统
§7.2.2 常用码型及其波形(续)
=
− P[概率为1 − P ]
则u0 (t ) = a0 [ g1 (t ) − g 2 (t )]
第七章 数字信号的基带传输系统
u(t)的截短函数的表达式及其付利叶变换
同理u1 (t ) = a1[ g1 (t − Tb ) − g 2 (t − Tb )] u2 (t ) = a2 [ g1 (t − 2Tb ) − g 2 (t − 2Tb )]
第七章 数字信号的基带传输系统
§7.2.2 常用码型及其波形(续)
2、单极性归零码
τ
称为"占空比"
τ
Tb
1
Tb
0
2Tb
1
3Tb
1
4Tb
0
t
缺点：有直流、 缺点：有直流、 最佳判决电平不确定 优点：能直接提取同步（分析完频谱才能理解这一点） 优点：能直接提取同步（分析完频谱才能理解这一点）
第七章 数字信号的基带传输系统
(1 − P ) 2 [概率为P ]
2 而an (即m = n时) =
P 2 [概率为(1 − P )]
可以看出m=n和m不等于 时，乘积的概率分布是不同的 和 不等于 不等于n时 可以看出
第七章 数字信号的基带传输系统
u(t)的截短函数的能量谱密度
根据上页am an及a 的概率分布可求得
2 E[am an ] = 0 E[an ] = P(1 − P) N 2 − j ( n − m ) 2πfTb 代入E ∑ am an G1 ( f ) − G2 ( f ) e n=− N 2 n
通信原理
第7章 数字信号的基带传输系统
第七章 数字信号的基带传输系统
本章的结构和重点
§7.1 引言(基带系统的用途) §7.2 数字基带传输的常用码型 §7.3 数字基带信号的频谱分析 §7.4 码间串扰概念和无码间传输条件 §7.5 部分相应系统 §7.6 基带系统的抗噪声性能 §7.7 眼图 §7.8 时域均衡原理
+∞
如何理解上式
它是频域上一系列冲激信号的和； 这些冲激信号位于0、±fb、 ±2fb、±3fb、… 频率点上； 这些冲激信号的系数，由信源“1”或”0”的概 率分布，及g1(t)和g2(t)的付立叶变换在该频率 点上的取值来决定。
第七章 数字信号的基带传输系统
u(t)的功率谱密度 Pu ( f ) 计算过程
4、双极性归零码
0
0
t
1
Tb 2Tb
1
3Tb
1
4Tb
优点：无直流、 优点：无直流、 最佳判决电平确定(=0) 最佳判决电平确定 缺点：不能直接提取同步（ 缺点：不能直接提取同步（分析完频谱才能理解这一 ）、但是整流后就变成同步 但是整流后就变成同步（ 点）、但是整流后就变成同步（CLK） ）
第七章 数字信号的基带传输系统
通过u(t)的截短函数uN(t)来求得
g1 (t )
v(t )
当ξ (t ) = g1 (t )[发生概率为 P ]
t
g1 (t ) − v(t )[概率为P ]
u (t ) = ξ (t ) − v(t ) = g1 (t ) − v(t )[概率为P ]
u0 (t ) =
g 2 (t ) − v(t )[概率为1 − P ]
8、AMI码（Alternative Mark Inverse） 1用“+”“-”交替表示；0用“0电平”表示。
0
1
Tb 2Tb
0
t
1
3Tb
1
4Tb
优点：无直流、 优点：无直流、 且可以发现简单错误 缺点：如果出现长“ 则提取同步 则提取同步（ 缺点：如果出现长“0”则提取同步（CLK）困难 ）
第七章 数字信号的基带传输系统
n 1 2
ห้องสมุดไป่ตู้
N
− j 2πfnTb
第七章 数字信号的基带传输系统
u(t)的截短函数的能量谱密度
根据巴塞伐尔定理, 其能量谱密度为
* U T ( f ) = U T ( f )U T ( f ) 2
= { ∑ an [G1 ( f ) − G2 ( f )] e
n=− N N *
N
− j 2πfnTb
因为 a n
(1 − P )[概率为P ]
=
− P[概率为1 − P ]
2
同样 a m
(1 − P )[概率为P ]
=
2
− P[概率为1 − P ]
(1 − P ) 2 [概率为P 2 ]
当m ≠ n时am an =
P [概率为(1 − P ) ]
− P(1 − P )[概率为2 P(1 − P )]
当ξ (t ) = g 2 (t )[发生概率为1 − P ] u (t ) = ξ (t ) − v(t ) = g 2 (t ) − v (t )[概率为1 − P ]
t
第七章 数字信号的基带传输系统
u(t)的截短函数的表达式
g1 (t ) − v(t )[概率为P ]
u0 (t ) =
g 2 (t ) − v(t )[概率为1 − P ]
对于考研的同学第3,5,6节也很重要
第七章 数字信号的基带传输系统
§7.1 引言
我们在第一章介绍过通信系统的分类
按传输信号是模拟信号还是数字信号分
分为模拟通信系统和数字通信系统
按传输信号是基带信号还是频带信号分
分为基带通信系统和频带(调制)通信系统
如果传输的是数字信号,同时也是基带信号, 则称这种系统为“数字基带通信系统”
§7.2.2 常用码型及其波形(续)
5、差分码（1表示“电平跳变”；0表示“不跳 变”）
设初始 状态为 高电平
t
1
Tb
0
2Tb
1
3Tb
1
4Tb
0
差分码在数字调制（第八章）中广泛应用 差分码在数字调制（第八章）
第七章 数字信号的基带传输系统
§7.2.2 常用码型及其波形(续)
6、数字双相码（又称Manchester码） 属于“1B2B”码，即1个bit用2bit来传输 （效率虽然降低，但可发现错误，同时可 以消除直流）；1用“+-”表示；0用“-+”表 示
第七章 数字信号的基带传输系统
[例7.1]HDB3编码举例
0 0 0 +1 0 0 0 +V - 1 +1 -B 0 0 -V 0 - 1 0 +1 0 0 +
第1个破坏节 个破坏节 第2个破坏节 个破坏节
第七章 数字信号的基带传输系统
[例7.2]HDB3解码举例
0 0 0 0 +1 0 0 0 +1 -1 +1 -1 0 0 -1 0 +1 0 -1 0
(6) 编码设备尽可能简单
第七章 数字信号的基带传输系统
§7.2.2 常用码型及其波形
1、单极性不归零码
1
Tb
0
2Tb
1
3Tb
1
4Tb
0
t
优点： 优点：简单 缺点：有直流、 缺点：有直流、 最佳判决电平不确定 不能直接提取同步（分析完频谱才能理解这一点） 不能直接提取同步（分析完频谱才能理解这一点）
Q v(t ) = E[ξ (t )] = Pg1 (t ) + (1 − P ) g 2 (t )代入上式
(1 − P )[ g1 (t ) − g 2 (t )][概率为P ]
u0 (t ) =
若定义 a n
− P[ g1 (t ) − g 2 (t )][概率为1 − P ]
(1 − P )[概率为P ]
实际的例子有：USB通信、RS232串口通信、 局域网通信等等… 主要用于近距离有线通信
第七章 数字信号的基带传输系统
§7.2 数字基带传输的常用码型
§7.2.1 数字基带码型设计的原则 (1) 对信源具有“透明性”
采用码型A和采用码型B对信源没有影响
(2) 接收端必须能正确解码 (3) 没有直流，且低频、高频分量要小
如果输入00000,00000,00000,…
则输出110010,110010,110010,…