现代通信原理091

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假设序列具有周期平稳随机过程的特性。 对于这种波形，它连续谱部分的平均功率谱密度 计算式为：
s (
f
)

1 TS
| G(
f
) |2

{R(0) E2[a] 2 (R(k)
k 1
E 2[a]cos(2fTS )}
功率谱的连续部分与单个脉冲功率谱的平方成正比。 式中：G(f)是单个波形g(t)的频域特性。 E(a)是系数的均值。
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密勒码的波形
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密勒码和数字双相码的功率谱
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a.单极性不归零码 b.双极性不归零码
c.单极性归零码 d.差分码(传号)
e.差分码(空号)
f.数字双相码
20g19./9传/10 号反转码
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9.1.3 三元码
三元码：信号幅度取值有三个电平 +1，0，-1
现代通信原理
第九章 数字信号的基带传输(1)
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单元概述
数字信号可以直接在有线信道中传输，也可以 调制后在有线或无线信道中传输，前者称为基带传 输，后者称为载波传输。由于实际信道总是频带受 限的，因此基带信号的设计是一个重要的问题。数 字信号的码型直接影响到信号的频谱特性和位定时 信号的恢复。
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基带传输编码介绍
（2）三阶高密度双极性码（HDB3码）
可以认为是AMI码的改进码型，输入码组中如 果出现4连“0”，就用特定码组（取代节）来替代。
HDB3有两种取代节：B00V与000V，其中B是 符合交替规律的传号，V是不符合交替规律的传号 （破坏节）。
取代法则：两个破坏节之间的B是奇数个。
A
p1 2
Q1 2
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基带传输中主要研究：
1.基带传输码型的设计 2.数字基带信号的功率谱 3.信号传输中的符号间干扰及基带传输系
统的设计。 4.误码率的计算。 5.加扰及解扰。 6.时域均衡原理及其实现。
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基带传输系统的基本结构
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§9.1 数字基带信号的码型
E[a] E[an] an
R(k)是相关值。
R(k) E{an, ank} anank
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它的线谱部分(离散谱)计算式如：
S( k TS
)
2E2 (a) TS2
| G( k TS
) |2
(f
n TS
)
k是从负无穷到正无穷的整数。 当k=0，得到信号的直流成分。
• （3）波形传输无失真条件，奈奎斯特带宽；
• （4）升余弦滚降信号的频域和时域特性，滚降 系数对其频谱的影响；
• （5）第Ⅰ类、第Ⅳ类部分响应信号的特点，部 分响应信号的预编码和相关编码的作用；
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• （6）数字传输的误比特率和误符号率； • （7）伪随机M序列的特点； • （8）特征多项式的含义及表示方法，M序
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AMI与HDB3码的波形
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NRZ、AMI、HDB3和数字双相码的功率谱
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（3）BNZS码
与HDB3相似，也是用取代节来替换连“0”。
B6ZS------PCM-T2的接口码型，每遇到6连“0”，就 用0VB0VB来代替。[B是符合交替规律的传号，V是 不符合交替规律的传号（破坏节）]。
δ ¶¨
CMI
CCITT建议的接口码组
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9.1.2 二元码
二元码：基带波形为矩形，幅度取值为两种电平。
（1）单极性非归零码: “1”为正电平，“0”为零电平。（单极性） 整个码元期间电平保持不变。（非归零）
（2）双极性非归零码： “1”为正极性，“0”为负电平。（双极性）
整个码元期间电平保持不变。（非归零）
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基带传输编码介绍
（9）5B6B码
将5位二进制信息变换为一个6位二进制输出码 组。由于5B只有32种组合，而6B有64种组合，有32 个许用码型和32个禁用码型。
许用码组的选择以“0”“1”出现的概率近似相同 为依据。
正模式：20个平衡码组（含3个“1”和3个“0”） 中删去000111，15个接近平衡的码组（4个“1”和2个 “0”）中删去001111和111100，共32个码组。
例：代码：1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1
AMI：-1 0 0 0 0 +1 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 -1 +1 HDB3：-B 0 0 0 –V +B 0 0 0 +V –B +B –B 0 0 -V +B –B
或 HDB3：-B+B 0 0 +V -B 0 0 0 -V +B -B +B 0 0 +V -B +B
眼图是定性地观察数字基带信号传输质量的
方法。实际信号的不理想性，将使理想的数字 基带信号产生额外的码间串扰。采用时域均衡 可消除码间串扰。
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单元学习提纲
•
• （1）数字基带传输系统的组成，接收端数字信 号再生的过程；
• （2）常用数字信号码型：归零码、非归零码、 数字双相码、CMI码、AMI码、HDB3码，它们的时 域波形、频谱特点和位定时恢复功能；
（5）尽量减少基带信号频谱中的高频分量。 这样可以节省传输频带，提高信道的频谱利用率， 还可以减少串扰。
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Å·ÖÞ Ïµ ÁÐ Ò» ´Î Ⱥ HDB3 ¶þ ´Î Ⱥ HDB3
Èý ´Î Ⱥ HDB3
ËÄ ´Î Ⱥ CMI STM-1
±ÃÀ ϵ ÁÐ Ëæ »ú »¯ +AMI B6ZS»ò Ëæ »ú »¯ +AMI Ëæ »ú »¯ +AMI¨£ 32064KB/S£© B3ZS¨£ 44736KB/S©£
9.1.1 数字基带信号的码型设计原则:
（1）对于传输频率很低的信道来说，线路传 输码型的频谱中应不含直流分量。
（2）可以从基带信号中提取位定时信号。在 基带传输系统中，需要从基带信号上提取位定时 信息，这就要求编码功率谱中具有位定时线谱。
（3）要求基带编码具有内在检错能力。
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（4）码型变换过程应具有透明性，即与信源 的统计特性无关。
例如：
101100000001100000 01
B+ 0 B- B+ 0 V+ B- 0 V- B+ 0 B- B+ 0 V+ B- 0 VB+ BB3ZS------在美国标准DS-3和加拿大同轴传输系统 LD-4中使用，每遇到3连“0”，就用00V和B0V。这 两种取代节的选取原则与HDB3相同，B3ZS又称为 HDB2码。
列发生器的构造方法；
• （9）扰码和解扰基本概念； • （10）眼图与基带信号传输质量的关系； • （11）码间串扰及迫零法时域均衡原理。
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第九章 数字信号的基带传输
数字信号传输的两种主要方式: 基带传输： 直接使用电缆等载体传输基带信号。 频带传输(调制传输)： 经过射频调制，将基带信号的频谱搬移到 某一载波上所形成的频带信号进行传输。
为了无失真地传输数字基带信号，基带信号的 设计必须满足某些准则。奈奎斯特第一准则是最常 用的准则，升余弦滚降信号是满足奈奎斯特第一准 则的最常用的限带信号，它不存在码间串扰。而部 分响应基带信号则是在存在确知码间串扰情况下， 占有最窄频带的一类限带信号。
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减少或消除连“0”（或连“1”）码的出现， 以保证位定时恢复，是数字基带信号设计中的 一个重要问题。将二进制数字信息先作“随机 化处理，使其具有伪随机性，也能限制连“0” （或连“1”）码的长度，这种“随机化”处理 常称为扰码。M序列是最常用的伪随机序列， 它可由线性反馈移位寄存器产生。线性反馈移 位寄存器同样可以用来实现扰码和解扰。
1、直流不便于传输，要选择码型使之为零。
2、离散线谱对于提取位定时信号非常重要，要 选择波形使之存在码的功率谱计算。
假设单极性二元码中对应于输入信码0，1的 幅度取值为0，+A，输入信码为各态历经随机序列， 0，1的出现统计独立，则概率为1/2，即
0 an
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首先补充单个脉冲波形的频谱。 1.矩形脉冲
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2.半余弦形脉冲
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3.升余弦脉冲
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4. 三角形脉冲
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9.2.1 相同波形随机序列的功率谱
周期性确知信号具有离散的线状频谱。
非周期确知信号没有离散线谱，只有用功率谱 密度描述的连续谱。
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（3）单极性归零码： 归零码：发送“1”时整个码元期间只维持一段
时间的高电平，其余时间为零。
双极性归零码是一种三元码，不在这里讨论。
上述三种简单的二元码其功率谱中有丰富的低 频分量，不能用于基带传输(交流耦合信道)。
非归零码当连续“1”或连续“0”时，长期保持固 定电平，无法提取位定时信号。
空号差分码：当输入数据为“0”时，编码波 型相对于前一码电平产生跳变；输入为“1”时， 波型不产生跳变。
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