第六章数字基带传输系统

6.1 数字基带信号及其频谱特性
2 双极性非归零码（BNRZ）
双极性波形：二进制符号0、 1分别与正、负电位相对应的波形τ=Ts,
有正负电平。 10
不能用滤波法直接从NRZ及BNRZ中提取位同步信号 E
应用：短距离传输。例如：RS232接口
-E
3 单极性归零码（RZ）
单极性归零波形：电脉冲宽度比码元宽度窄，每个脉冲都回到零电位。 τ< Ts (便于获取码元的起始时刻）
引言
1、概念 基带传输：不经过调制而直接传送的方式，即发送 端不使用调制器，接收端也不使用解调器。 频带传输：使用调制解调器。即发送端使用调制器， 接收端使用解调器。
2、基带传输特点 和频带传输相比，基带传输的优点是： 1）设备简单; 2）易做成"一机多速率"; 3）适应性强。
引言
3、基带传输系统的模型
6.1数字基带信号及其频谱特性
5 差分码 把信息符号0和1反映在相邻码元的相对变化上的波形。(电平变化） 传号差分码：以相邻码元的电位改变表示符号1，而以电位不改变
表示符号0。 空号差分码：以相邻码元的电位改变表示符号0，而以电位不改变
表示符号1。
1 11
0
0
传号差分码
空号差分码
差分码代表的信息符号与码元本身电位或极性无关，而仅与邻 码元的电位变化有关。差分波形也称相对码波形，而相应地称前面 的单极性或双极性波形为绝对码波形。
6.1数字基带信号及其频谱特性
6、 多电平波形（多进制脉冲波形）
（1）编码规则 脉冲波形的取值不是两值或三值，而是多值的。 每种脉冲值代表N位二元代码。 例如4进制电平脉冲，码元有0，1，2，3。每 种值代表N=log2M=log24=2位二元码。+3E对应 00，+E对应01， -E对应10， -3E对应11。
6.1数字基带信号及其频谱特性
（2）多电平波形示意
0 01 01 10 00 1 +3E
+E
-E
-3E
6.1数字基带信号及其频谱特性
（3）多进制脉冲波形特点： 携带信息量大：适合于高数据速率传输系统 提高了系统的频带利用率：M元码传输所需信 道频带降为二元码的1/n倍,频带利用率提高为n 倍。(n=log2M) 抗干扰能力差：信息能量相同的情况下，抗 干扰能力比二进制差。
6.1数字基带信号及其频谱特性
1、数字基带信号：
s(t) ang(tnTB) (6.1.2 - 1) n
a n ------ 第n个信息符号所对应的电平值(0、1或-1、1等) ，
由信码和编码规律决定；
T B ---- 码元间隔； g(t) ---- 某种基本码元脉冲波形；
实际中遇到的数字基带信号多是一个随机脉冲序列。 若用g0(t)、g1(t)分别表示符号0和1 单极性信号g0(t)=0、g1(t)=g(t) 双极性信号g0(t)=-g(t)、g1(t)=g(t)
伪三电平码（正逻辑） 交替使用正负电平表示二进制码元1，零电平表示0。
6.1 数字基带信号及其频谱特性
一、数字基带信号
1 单极性非归零码 NRZ（Non Return Zero） 基带信号的0电位及正电位分别与二进制符号0及1一一对应。
代码
1
0E
脉冲宽度τ等于码元宽度Ts.
TS
0
此码型不宜传输，原因有 1）有直流，一般信道难于传输零频附近的频率分量。 2）收端判决门限与信号功率有关，不方便。 3）要求传输线有一根接地。 应用：机内码
可用滤波法从RZ中提取位同步信号，NRZ码的缺点都存在。
1 0
6.1数字基带信号及其频谱特性
4 双极性归零码（BRZ） 它是双极性波形的归零形式，由图可见，此时对应每一符号都有
零电位的间隙产生，即相邻脉冲之间必定留有零电位的间隔。 整流后可用滤波法 提取位同步信号。 1 0
以上四种波形，比较容易实现，常作机内和近距接口的码型。 缺点： 存在丰富低频分量，不适应进行交流耦合场合； 信码序列中若出现长“1”或长“0”串，不归零波形呈现固定电平； 当信息码流中各码元间相互独立时，这四种波形各码元取值也相互 独立，因而无任何检错能力。
6.1数字基带信号及其频谱特性
二、基带信号的功率谱计算
数字基带信号是随机的脉冲序列，没有确定的频谱函数，所以只 能用功率谱来描述它的频谱特性。由随机过程的相关函数去求随机过 程的功率(或能量)谱密度比较复杂。一种比较简单的方法是以随机过 程功率谱的原始定义为出发点，求出数字随机序列的功率谱公式。
通过频谱分析，可以了解信号需要占据的频带宽度，所包含的频 谱分量，有无直流分量，有无定时分量等。这样，才能针对信号谱的 特点来选择相匹配的信道，以及确定是否可从信号中提取定时信号。
编码原则
数字基带信号及其频谱
二进制码元1(传号)和0(空号)构成的数字序列,能够表示 为各种串行比特的传输信号(波形)格式,这种格式称为基 带信号(线路码)。
基带码型分类
归零码（RZ）
RZ
波形将在每个比特间隔
ห้องสมุดไป่ตู้
的某段时间内回到0电平。
不归零码（NRZ）
NRZ
波形在整个比特时间内
保持一种电平状态。
Ts
编码原则
信号电平极性分类
单极性码（正逻辑） 用正电平表示二进制码元1，零电平表示0。
双极性信码（正逻辑） 用正电平表示二进制码元1，负电平表示0。
跳变码 利用半比特间隔内的正脉冲和紧接着半比特间隔内的 负脉冲表示二进制码元1，半比特间隔内负脉冲和紧 接着半比特间隔内的正脉冲表示二进制码元0。
系统中各单元的作用如下。 1）信道信号形成器(也叫发送滤波器)：用来产生适合于信道传输 的基带信号; 2）接收滤波器：用来接收信号，并尽可能排除信道噪声和其它干 扰； 3）抽样判决电路：是在噪声背景下用来判定与再生基带信号的。
引言
4、研究基带传输的目的
1) 在频带传输制式里同样存在基带传输的问题(如码间干扰 等)，因为信道的含义是相对的，若把调制解调器包括在信道 中(如广义信道)，则频带传输就变成了基带传输。可以说基 带传输是频带传输的基础。 2) 随着数字通信技术的发展，基带传输这种方式也有迅速发 展的趋势。目前,它不仅用于低速数据传输,而且还用于高速 数据传输。 3)理论上也可以证明，任何一个采用线性调制的频带传输系 统，总是可以由一个等效的基带传输系统所替代。