通信原理第5章-数字基带传输系统

代码
10
0
Ts
13
此波型不宜传输。因为：
1）有直流分量，一般信道难于传输零频附近的 频率分量。 2）收端判决门限电平与信号功率有关，受信道特 性变化影响，不方便。 3）不能直接用来提取位同步信号，因NRZ连0序 列中不含有位同步信号频率成分。 4）要求传输线路有直流传输能力，即有一根需要 接地。
此波形只适用于计算机内部或极近传输。
信道 信号 形成 器
GT( )
n(t)
信道 C( )
r(t)
接收
抽样
滤波 器
判决 器
GR( )
同步 提取
cp(t)
码型变换：将信源或信源编码输出的码型（通常为
单极性不归零码NRZ）变为适合于信道传输的码型。
波形变换：将适合在信道中传输的码型再变为适合
在信道中传输的波形，如滤掉高频成分，限制进入信 道的信号带宽。
第五章 数字基带传输系统
5.1 引言 5.2 数字基带信号及其频谱特性 5.3 基带传输的常用码型 5.4 基带脉冲传输与码间干扰 5.5 无码间串扰的基带传输特性 5.6 部分响应系统 5.7 基带传输系统的抗噪声性能 5.8 眼图 5.9 时域均衡
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5.1 引言
数字信息可以来自数据终端的原始数字代 码，或者来自模拟信号经数字化处理后的 脉冲编码信号。
信道 信号 形成 器
GT( )
信道 C( )
r(t)
接收
抽样
滤波 器
判决 器
GR( )
同步 提取
cp(t)
抽样判决器：再生数字基带信号，抽样判决器的
输出一般为NRZ码，可能有误码。
误码原因：
1）码间串扰 2）噪声 3）位同步信号相位抖动
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基带传输不如频带传输应用广泛但对基带 传输的研究仍有意义，因为：
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2. 双极性不归零码波形（BNRZ）
脉冲的正、负电平分别对应于二进制代码1、0。
特点：当0、 1符号等概出现时无直流分量（幅度相 等、极性相反的双极性波形） 。 接收端判决电平为 0，不受信道特性变化的影响，抗干扰能力较强。双 极性波形有利于在信道中传输。
E
10
-E
15
3. 单极性归零波形（RZ）
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1. 单极性不归零码波形（NRZ）
单极性不归零波形是最简单常用的基带信号波形。 这种信号脉冲的零电平和正电平分别对应着二进制 代码0和1，或者说，它在一个码元时间内用脉冲的 有或无来对应表示0或1码。
特点：极性单一，有直流分量，脉冲之间无间隔， 脉冲宽度τ等于码元宽度Ts。另外位同步信息包含 在电平的转换之中，当出现连0序列时没有位同步 信息。
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数字 基带 信号
信道 信号 形成 器
GT( )
n(t)
信道 C( )
r(t)
接收
抽样
滤波 器
判决 器
GR( )
同步 提取
cp(t)
信道：允许基带信号通过的媒质。通常为有线信道，
如市话电缆、架空明线等。信道的传输特性通常不 满足无失真传输条件，甚至是随机变化的。另外信 道还会进入噪声。 在通信系统的分析中，常常把噪 声n(t)等效，集中在信道中引入。
调制，频谱搬移后在信道中传输。
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数字基带传输系统基本结构如图5—1所示。
n(t)
数字 基带 信号
r(t)
信道 信号 形成 器
信道
接收 滤波 器
抽样 判决 器
GT( )
C( )
GR( )
同步
图 5 -1数字基带传输系统 提取
cp(t)
信道信号形成器、信道、接收滤波器、抽样判决器以 及同步系统组成。信道信号形成器产生适合于信道传输的基
信道信号形成器：基带传输系统的信源是由终端设
备或编码器产生的脉冲序列，这个脉冲序列不一定适
合直接在信道中传输。信道信号形成器的作用就是把
原始基带信号变换成适合于信道传输的基带信号，变 换主要是通过码型变换和波形变换来实现， 目的是与
信道匹配， 便于传输，减小码间串扰，利于同步提取
和抽样判决。
5
数字 基带 信号
带信号；信道是允许基带信号通过的媒质；接收滤波器接收信 号、尽可能排除信道噪声和其他干扰；抽样判决器在噪声背景 下用来判定与再生基带信号；同步系统保证系统有序可靠工作。
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n(t)
r(t)
数字 基带 信号
信道 信号 形成 器
信道
接收 滤波 器
抽样 判决 器
GT( )
Baidu Nhomakorabea
C( )
GR( )
同步 提取
cp(t)
数字信息可以直接用数字代码序列表示和 传输，或根据情况进行编码，并选用一组 取值有限的离散波形表示。
数字基带（baseband）信号：未调制的数字
信号，频谱位于零频附近。
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数字基带传输系统：不经过载波调制和解调过程，直
接在信道中传输数字基带信号。
数字频带（带通）传输系统：数字基带信号经载波
单极性归零波形与单极性不归零波形的区别在于脉 冲宽度小于码元宽度，电脉冲宽度τ<码元宽度 Ts， 每个脉冲都回到零电位，称为归零波形。 可以直接单极性归零波形中提取定时信息，其他波 形提取位定时信号时采用这种过渡波形。
10
τ Ts
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4. 双极性归零码波形
双极性波形的归零形式，每个码元内的脉冲都 回到零电平，即相邻脉冲之间必定留有零电位 的间隔。 兼有双极性波形和归零波形的特点，还有利于 同步脉冲的提取。
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数字 基带 信号
信道 信号 形成 器
GT( )
n(t)
信道 C( )
r(t)
接收
抽样
滤波 器
判决 器
GR( )
同步 提取
cp(t)
接收滤波器：使进入抽样判决器的信号无码间串
扰，滤除带外噪声。
同步提取：提取位同步信号，抽样脉冲cp(t)的
频率等于码速率，上升沿与r(t)的最大值对齐。
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n(t)
数字 基带 信号
近程数据通信系统广泛采用基带传输。 基带传输方式在迅速发展。目前不仅用于低速
数据传输，还用于高速数据传输。 频带传输里也同样存在基带传输问题，即，基
带传输中包含频带传输的基本问题。 线性调制的频带传输系统可等效为基带传输系
统。
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本章讨论的内容：
数字基带信号的波形，传输码型，频谱； 基带系统的频率特性，码间串扰，误码率； 部分响应，时域均衡。
重点与难点：
设计基带系统总传输特性，消除码间串扰； 有效减少信道加性噪声影响，提高系统抗噪声性能。
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5.2 数字基带信号及其频谱特性
5.2.1数字基带信号
数字基带信号：数字信息的电波形表示，用不同的 电平或脉冲来表示相应的消息代码。 基带信号的类型很多，矩形脉冲、三角波、高斯脉冲 和升余弦脉冲等。矩形脉冲最常用，因为矩形脉冲易 于形成和变换。 以矩形脉冲为例介绍几种最常见的基带信号波形。