单极性非归零码
通信原理实验报告
中南大学数字通信原理实验报告课程名称:数字通信原理实验班级:学号:姓名:指导教师:实验一数字基带信号一、实验目的1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点。
2、掌握AMI、HDB3码的编码规则。
3、掌握从HDB3码信号中提取位同步信号的方法。
4、掌握集中插入帧同步码时分复用信号的帧结构特点。
5、了解HDB3(AMI)编译码集成电路CD22103。
二、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码(NRZ)、传号交替反转码(AMI)、三阶高密度双极性码(HDB3)、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。
2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。
3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形。
三、实验步骤本实验使用数字信源单元和HDB3编译码单元。
1、熟悉数字信源单元和HDB3编译码单元的工作原理。
接好电源线,打开电源开关。
2、用示波器观察数字信源单元上的各种信号波形。
用信源单元的FS作为示波器的外同步信号,示波器探头的地端接在实验板任何位置的GND点均可,进行下列观察:(1)示波器的两个通道探头分别接信源单元的NRZ-OUT和BS-OUT,对照发光二极管的发光状态,判断数字信源单元是否已正常工作(1码对应的发光管亮,0码对应的发光管熄);(2)用开关K1产生代码×1110010(×为任意代码,1110010为7位帧同步码),K2、K3产生任意信息代码,观察本实验给定的集中插入帧同步码时分复用信号帧结构,和NRZ 码特点。
3、用示波器观察HDB3编译单元的各种波形。
仍用信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号。
(1)示波器的两个探头CH1和CH2分别接信源单元的NRZ-OUT和HDB3单元的AMI-HDB3,将信源单元的K1、K2、K3每一位都置1,观察全1码对应的AMI码(开关K4置于左方AMI 端)波形和HDB3码(开关K4置于右方HDB3端)波形。
数字基带信号的码型设计
数字基带信号的码型设计一、前言近年来,随着大规模集成电路的出现,数字系统的设备复杂程度和技术难度降低,数字通信系统的主要缺点逐渐得到解决,因此数字传输方式日益受到欢迎。
数字传输系统中,传输对象通常是二元数字信息,而设计数字传输系统的基本考虑是选择一组有限的离散的波形来表示数字信息。
这些取值离散的波形可以是未经调制的电信号,也可以是调制后的信号。
未经调制的数字信号所占据的频谱是从零域或很低频率开始,称为数字基带信号。
不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统,称为数字基带传输系统。
数字基带传输系统方框图如图一所示。
图一数字基带传输系统方框图目前,虽然数字基带传输的应用不是很广泛,但对于基带传输系统的研究仍然十分有意义,主要是因为:1、在利用对称电缆构成的近程数据通信系统中广泛采用了这种传输方式;2、随着数字通信技术的发展,基带传输方式也有迅速发展的趋势;3、基带传输中包含带通传输的许多基本问题;4、任何一个采用线性调制的带通传输系统,可以等效为一个基带传输系统。
二、基带码型的设计原则在实际的基带传输系统中,并不是所有的基带波形都适合在信道中传输。
比如远距离传输时高频分量衰减随距离的增大而增大等,所以原始消息代码必须编成适合于传输用的码型。
传输码的结构将取决于实际信道特性和系统工作的条件,在选择传输码型时,一般应考虑以下几点原则:1、不含直流,且低频分量尽量少;2、应含有丰富的定时信息,以便于从接收码流中提取定时信号;3、功率谱主瓣宽度窄,以节省传输频带;4、不受信息源统计特性的影响,即能适应于信息源的变化;5、具有内在检错能力,即码型应具有一定规律性,以便利用这一规律性进行宏观监测;6、编译码简单,以降低通信延时和成本。
三、常用的传输码型1、单极性非归零码:(如图二(a)所示)编码规则:信号脉冲的低电平和高电平分别表示二进制代码“0”和“1”。
优点:电脉冲之间无间隔,极性单一,易于用TTL、CMOS电路产生。
不归零编码
在传送分组时,USB应用了NRZI编码方式。
信号电平的一次反转代表1,电平不变化表示0,并且在表示完一个码元后,电压不需回到0不归零制编码是效率最高的编码缺点是存在发送方和接收方的同步问题单极性不归零码,无电压(也就是元电流)用来表示"0",而恒定的正电压用来表示"1"。
每一个码元时间的中间点是采样时间,判决门限为半幅度电平(即0.5)。
也就是说接收信号的值在0.5与1.0之间,就判为"1"码,如果在O与0.5之间就判为"0"码。
每秒钟发送的二进制码元数称为"码速"。
双极性不归零码,"1"码和"0"码都有电流,但是"1"码是正电流,"0"码是负电流,正和负的幅度相等,故称为双极性码。
此时的判决门限为零电平,接收端使用零判决器或正负判决器,接收信号的值若在零电平以上为正,判为"1"码;若在零电平以下为负,判为"0"码。
以上两种编码,都是在一个码元的全部时间内发出或不发出电流(单极性),以及发出正电流或负电流(双极性)。
每一位编码占用了全部码元的宽度,故这两种编码都属于全宽码,也称作不归零码NRZ (Non Return Zero)。
如果重复发送"1"码,势必要连续发送正电流;如果重复发送"0"码,势必要连续不送电流或连续发送负电流,这样使某一位码元与其下一位码元之间没有间隙,不易区分识别。
归零码可以改善这种状况。
RZ,NRZ与NRZI编码解释RZ 编码(Return-to-zero Code),即归零编码。
在RZ 编码中,正电平代表逻辑1,负电平代表逻辑0,并且,每传输完一位数据,信号返回到零电平,也就是说,信号线上会出现 3 种电平:正电平、负电平、零电平:从图上就可以看出来,因为每位传输之后都要归零,所以接受者只要在信号归零后采样即可,这样就不在需要单独的时钟信号。
通信原理3通信原理报告单极性不归零码
数字基带信号实验一、实验目的:学会利用MATLAB^件对数字基带信号的仿真。
通过实验提高学生实际动手能力和编程能力,为日后从事通信工作奠定良好的基础。
二、实验内容:利用MATLAB^件编写数字基带信号程序,进一步加强对数字基带信号的理解。
(1)单极性不归零数字基带信号(2)双极性不归零数字基带信号三、程序和实验结果:(1)单极性不归零数字基带信号程序单极性不归零数字基带信号函数代码function y=snrz(x)t0=300;t=0:1/t0:length(x);for i=1:length(x)if (x(i)==1)for j=1:t0y((i-1)*t0+j)=1;endelsefor j=1:t0y((i-1)*t0+j)=0;endendendy=[y,x(i)];M=max(y);m=min(y);figure(1)% subplot(2,1,1)plot(t,y);grid on;axis([0,i,m-0.1,M+0.1]);ti tle( '1 0 1 0 1 0 0 1 1 00 1' );主函数代码x=[ 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 ];y=s nrz(x);figure(y)实验结果3 Figure 1立件(日耦⑥ 意看(Y)掖入0 工岂(E 黨圍曲窗口世0 耕助凹爼I□曰Pd| 決电卩勒哽貳7屈|日區1| ■口'(2)双极性不归零数字基带信号双极性不归零数字基带信号函数代码function y=dnrz(x) t0=300;t=0:1/t0:length(x);for i=1:length(x)if (x(i)==1)for j=1:t0 y((i-1)*t0+j)=1;endelsefor j=1:t0 y((i-1)*t0+j)=-1;endendend y=[y,x(i)];M=max(y); m=min(y);figure(1)% subplot(2,1,1) plot(t,y);grid on;axis([0,i,m-0.1,M+0.1]);title( '1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1' );主函数代码x=[ 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 ]; y=snrz(x) ;figure(y)实验结果(3)单极性归零数字基带信号单极性归零数字基带信号函数代码fun cti on y=srz(x)t0=300;t=O:1/tO:le ngth(x);for i=1:le ngth(x)if (x(i)==1)for j1=1:t0/2y((i-1)*tO+j1)=1;endfor j2=t0/2:t0; y((i-1)*t0+j2)=0;endelsefor j=1:tO y((i-1)*tO+j)=O;endendendy=[y,x(i)];M=max(y);m=mi n(y);figure(1)plot(t,y);grid on;axis([0,i,m-0.1,M+0.1]);ti tle( '1 1 1 0 1 0 0 0 1 00 1' );主函数代码x=[ 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 ];y=s nrz(x);figure(y)实验结果(4)双极性归零数字基带信号双极性归零数字基带信号函数代码function y=drz(x) t0=300;t=0:1/t0:length(x);for i=1:length(x)if (x(i)==1)for j1=1:t0/2y((i-1)*t0+j1)=1;endfor j2=t0/2:t0; y((i-1)*t0+j2)=0;endelsefor j3=1:t0 y((i-1)*t0+j3)=-1;endfor j4=t0/2:t0 y((i-1)*t0+j4)=0;endendend y=[y,x(i)];M=max(y); m=min(y);figure(1) plot(t,y);grid on;axis([0,i,m-0.1,M+0.1]);title( '1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1' );主函数代码x=[ 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 ]; y=snrz(x) ; figure(y)实验结果四、实验结果分析:(1)单极性不归零数字基带信号程序(2) 双极性不归零数字基带信号(3) 单极性归零数字基带信号(4) 双极性归零数字基带信号。
通信原理硬件实验报告(最新-哈工程)
实验报告哈尔滨工程大学教务处制实验一、数字基带信号实验一、实验目的1、了解单极性码、双极性码、归零码、不归零码等基带信号波形特点2、掌握AMI、HDB2的编码规则3、了解HDB3(AMI)编译码集成电路CD22103.二、实验仪器双踪示波器、通信原理VI实验箱一台、M6信源模块三、实验内容1、用示波器观察单极性非归零码(NRZ)、传号交替反转码(AMI)、三阶高密度双极性码(HDB3)、整流后的AMI码及整流后的HDB3码。
2、用示波器观察从HDB3码中和从AMI码中提取位同步信号的电路中有关波形。
3、用示波器观察HDB3、AMI译码输出波形.四、基本原理1、单极性码、双极性码、归零码、不归零码对于传输数字信号来说,最常用的方法是用不同的电压电平来表示两个二进制数字,即数字信号由矩形脉冲组成。
a)单极性不归零码,无电压表示”0",恒定正电压表示"1”,每个码元时间的中间点是采样时间,判决门限为半幅电平。
b)双极性不归零码,”1"码和"0”码都有电流,”1”为正电流,"0"为负电流,正和负的幅度相等,判决门限为零电平。
c)单极性归零码,当发”1"码时,发出正电流,但持续时间短于一个码元的时间宽度,即发出一个窄脉冲;当发"0"码时,仍然不发送电流。
d)双极性归零码,其中”1"码发正的窄脉冲,”0"码发负的窄脉冲,两个码元的时间间隔可以大于每一个窄脉冲的宽度,取样时间是对准脉冲的中心。
归零码和不归零码、单极性码和双极性码的特点:不归零码在传输中难以确定一位的结束和另一位的开始,需要用某种方法使发送器和接收器之间进行定时或同步;归零码的脉冲较窄,根据脉冲宽度与传输频带宽度成反比的关系,因而归零码在信道上占用的频带较宽。
单极性码会积累直流分量,这样就不能使变压器在数据通信设备和所处环境之间提供良好绝缘的交流耦合,直流分量还会损坏连接点的表面电镀层;双极性码的直流分量大大减少,这对数据传输是很有利的2、AMI、HDB3码特点(1)AMI码我们用“0"和“1”代表传号和空号。
通信原理(第六章 数字基带传输系统)图片公式
七、什么是眼图?眼图模型、说明什么问题?
八、时域均衡:基本原理、解决什么问题?如何衡量均 衡效果?
一、数字基带系统和频带系统结构
一、数字基带信号(电波形)及其频谱特性(1)
二元码:幅度取值只有两种“1”、“0”或“1”、 “-1”
单极性非归零码:用高低电平分别表示“1”和“0”, 如图6-1(a) 。一般用于近距离之间的信号传输 双极性非归零码:用正负电平分别表示“1”和“0”, 如图6-1(b)。应用广泛,适应于在有线和电缆信道中 传输。 单极性归零码:有电脉冲宽度比码元宽度窄,每个脉 冲都回到零电位。如图6-1(c)。利于减小码元间波形 的干扰和同步时钟提取。但码元能量小,匹配接收时 输出信噪比低些
二、基带传输码的常用码型(4)
HDB3特点:保持AMI码的优点,三元码,无直流分量,主 要功率集中在码速率fb的1/2出附近(如图)。 位定时频率分量为零,通过极性交替规律得到检错能力。 增加了使连0串减少到 至多3个的优点,而不管 信息源的统计特性如何。
对于定时信号的恢复 是十分有利的。广泛应 用于基带传输与接口码。
Pv (w) = 2p å
¥ m =-
Cn d (w - mws )
2
Pv ( f ) = å
2
Cn d ( f - mf s )
2
故稳态波的双边功率谱密度
Pv ( f ) = å
¥ m =-
f s [ PG1 (mf s ) + (1 - P)G2 (mf s )] ? d ( f
mf s )..(6.1 - 14)
代入(6.1-26)得单极性非归零波形的双边功率谱密度
Ps (w) = Ts 2 1 Sa (p fTs ) + d ( f )..(6.1 - 30) 4 4
【信号】单极性信号与双极性信号
【信号】单极性信号与双极性信号
基带信号是否包含正负两个极性可将数字信号分为两⼤类:单极性信号和双极性信号。
⼀、单极性信号
单极性信号的脉冲不过零点,只包含零值和正值。
根据单极性信号的有电脉冲宽度是否与码元宽度相等,可将单极性信号分为单极性归零信号和单极性不归零信号。
1、单极性归零信号
信号电压在⼀个码元终⽌时刻前总要回归到零电平,即有电脉冲宽度⼩于码元宽度,脉冲宽度与码元宽度的⽐值称为占空⽐。
2、单极性不归零信号
单极性不归零信号的脉冲宽度等于它的码元宽度。
单极性信号的特点为,电脉冲的极性单⼀,易于⽤TTL、CMOS电路产⽣;
单极性信号的缺点是有直流分量,要求线路具有直流传输能⼒,因⽽不适应有交流耦合的远距离传输,只适⽤于计算机内部或极近距离传输(如印刷电路板内核机箱内)。
如RS485的波形信号、CAN总线的波形信号。
⼆、双极性信号
双极性信号由⼀个正的振幅表⽰其⼀种状态,⽽由负的振幅表⽰其另⼀状态的数字信号。
因其正负电平的幅度相等、极性相反,故当“1”和“0”等概率出现时⽆直流分量,有利于在信道中传输,并且在接收端恢复信号的判决电平为零值,因⽽不受信道特性变化的影响,抗⼲扰能⼒也较强。
如ARINC429的波形信号。
数字基带信号
数字信号基带传输
3. 双极性不归零信号 双极性是指用正、负两个极性来表示数据信号的“1”或“0”;在“1”和
“0”等概率出现的情况下双极性序列中不含有直流分量,对传输信道的直 流特性没有要求;如图4.1(c)所示。 4. 双极性归零信号
“1”码和“0”码在一个码元周期Tb内,高电位只维持一段时间就返回零 位;如图4.1(d)所示。这种波形的每一个码元最后都要回到零电位。由于 正负极性均归零,所以包含有比单极性归零波形更多的同步信息,无论是 连续的1还是连续的0,均可以方便地在接收端识别出来。 5. 伪三元信号
AMI码对应的基带信号是正负极性交替的脉冲序列,而0电位持不变的规律。 AMI码的优点是,由于+1与-1 交替, AMI码的功率谱中不含直流成分,高、低频 分量少,能量集中在频率为1/2码速处。此外,AMI码的编译码电路简单,便于利 用传号极性交替规律观察误码情况。鉴于这些优点,AMI码是CCITT建议采用的 传输码性之一。
AMI码的不足是,当原信码出现连“0”串时,信号的电平长时间不跳变,造成 提取定时信号的困难。解决连“0”码问题的有效方法之一是采用HDB3码。
2. HDB3码 HDB3码的全称是3阶高密度双极性码,它是AMI码的一种改进型, 其目的是为
了保持AMI码的优点而克服其缺点, 使连“0”个数不超过3个。其编码规则如下:
数字信号基带传输
图4.1 常用数字序列电信号形式
数字信号基带传输
1.2 数字基带信号的常用码型
在实际的基带传输系统中,并不是所有代码的电波形都能在信道中传输。 例如,前面介绍的含有直流分量和较丰富低频分量的单极性基带波形就不适 宜在低频传输特性差的信道中传输,因为它有可能造成信号严重畸变。又如, 当消息代码中包含长串的连续“1”或“0”符号时,非归零波形呈现出连续的固 定电平,因而无法获取定时信息。单极性归零码在传送连“0”时,存在同样 的问题。因此,对传输用的基带信号主要有下面几个方面的要求: (1) 线路传输码型的频谱应不含直流分量; (2)便于从线路内传输码型中提取定时信息; (3)线路传输码型具有一定的检错能力; (4)尽量减少基带信号频谱中的高频分量,以节省传输频带并减少串扰; (5)编码效率高。
不归零码NRZ码
不归零编码NRZ信号电平的一次反转代表1,电平不变化表示0,并且在表示完一个码元后,电压不需回到0不归零制编码就是效率最高的编码缺点就是存在发送方与接收方的同步问题单极性不归零码,无电压(也就就是元电流)用来表示"0",而恒定的正电压用来表示"1"。
每一个码元时间的中间点就是采样时间,判决门限为半幅度电平(即0、5)。
也就就是说接收信号的值在0、5与1、0之间,就判为"1"码,如果在O与0、5之间就判为"0"码。
每秒钟发送的二进制码元数称为"码速"。
双极性不归零码,"1"码与"0"码都有电流,但就是"1"码就是正电流,"0"码就是负电流,正与负的幅度相等,故称为双极性码。
此时的判决门限为零电平,接收端使用零判决器或正负判决器,接收信号的值若在零电平以上为正,判为"1"码;若在零电平以下为负,判为"0"码。
以上两种编码,都就是在一个码元的全部时间内发出或不发出电流(单极性),以及发出正电流或负电流(双极性)。
每一位编码占用了全部码元的宽度,故这两种编码都属于全宽码,也称作不归零码NRZ (Non Return Zero)。
如果重复发送"1"码,势必要连续发送正电流;如果重复发送"0"码,势必要连续不送电流或连续发送负电流,这样使某一位码元与其下一位码元之间没有间隙,不易区分识别。
归零码可以改善这种状况。
NRZ与NRZI编码解释RZ 编码(Return-to-zero Code),即归零编码。
在 RZ 编码中,正电平代表逻辑 1,负电平代表逻辑 0,并且,每传输完一位数据,信号返回到零电平,也就就是说,信号线上会出现 3 种电平:正电平、负电平、零电平:从图上就可以瞧出来,因为每位传输之后都要归零,所以接受者只要在信号归零后采样即可,这样就不在需要单独的时钟信号。
常见码型
4.1.2 常用的传输码型1、单极性非归零码(图4-1(a ))单极性非归零码用高电平和零电平分别表示二进制信息的“1”和“0”,在整个码元期间电平保持不变,故记为NRZ (Non-Return-to-Zero )。
2、单极性归零码(图4-1(b ))单极性归零码也用高电平和零电平分别表示二进制信息的“1”和“0”,但与单极性非归零码不同的是,单极性归零码发送“1”时在整个码元期间高电平只持续一段时间,在码元的其余时间内则返回到零电平,故记为RZ (Return-to-Zero )。
设码元间隔为s T ,归零码脉冲宽度为τ,则s T τ称为占空比。
图4-1(b )中RZ 码占空比为50%。
从图4-1中可以看出,单极性码存在直流分量,且信号功率主要集中在低频部分,因此,不适宜作为信道传输码型。
但由于RZ 码中含有信号脉冲的重复频率,即信号功率谱在s f f =处存在着离散的谱线,通过窄带滤波即可提取位定时分量,因此单极性归零码是其它码型提取同步信息时采用的一种过渡码型。
即对于适合信道传输但不能直接提取同步信息的码型,可将其变成单极性归零码后提取同步信息。
在PCM (脉冲编码调制)设备内部,通常是从RZ 码中提取时钟。
(a )s s s ss s t0 1s s ss s s t (b ) 0 1(c)t 0 1s s s(a)单极性非归零码;(b)单极性归零码;(c)双极性非归零码图4-1 常用二元码及其功率谱3、双极性非归零码(图4-1(c ))在这种码中,用正电平和负电平分别表示“1”和“0”。
与单极性非归零码相同的是,整个码元期间电平保持不变,因而在这种码型中不存在零电平。
如图4-1所示,上述三种最简单的二元码的功率谱中有丰富的低频乃至直流分量,这对于大多数采用交流耦合的有线信道来说是不允许的。
此外,当信息中出现长串的连续“1”或“0”时,非归零码呈现连续的固定电平。
由于信号中不出现电平跃变,因而无法提取定时信息。
现代通信技术复习知识点
第一章1、掌握通信系统的模型,以及各部分的功能?(P10)信源:是指发出信息的信息源,或者说是信息的发出者。
变换器(发送设备):变换器的功能是把信源发出的信息变换成适合在信道上传输的信号。
信道:信道是信号传输媒介的总称反变换器(接收设备):反变换器是变换器的逆变换。
信宿:是指信息传送的终点,也就是信息接收者噪声源:各类干扰的统称。
噪声源并不是一个人为实现的实体,但在实际通信系统中又是客观存在的。
2、信噪比定义(P9)信噪比指一个电子设备或者电子系统中信号与噪声的比例信噪比的计量单位是dB,其计算方法是10lg(P S/P N),其中P S和P N分别代表信号和噪声的有效功率3、信息量的计算消息所含的信息量I与消息x出现的概率P(x)的关系式为4、信息熵的计算(即平均信息量)5、通信系统的性能指标:有效性和可靠性:由什么指标来衡量(包括模拟通信,数字通信系统)(P11)有效性(传输速度(数字),带宽(模拟)):传输速度:在给定信道内能传输的信息的量资源的利用率(频率,时间和功率)可靠性(传输质量):指接收信息的准确程度模拟系统:信噪比(dB,分贝)数字系统:误比特率6、传输速率:信息速率、码元速率,二者关系(会计算、单位)、误码率的计算、频带利用率(真正衡量数字通信系统有效性的指标)(P11)符号(码元)速率:表示单位时间内传输的符号个数,记为RB,单位是波特(baud),即每秒的符号个数。
RB与码元间隔T成反比这里的码元可以是二进制的,也可以是多进制的,即码元速率与符号进制没有关系信息速率:表示单位时间内传输的信息量,或是单位时间内传输的二进制符号个数称为信息速率,又称数码率,记为Rb,单位是bit/s对于二进制信号RB= Rb对于一般的M进制信号Rb= RB*log2M式中,M为符号的进制数7、模拟信号、数字信号(特征,P4)模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号,其特点为幅度连续的信号;电话、传真、电视信号等数字信号:幅值被限制在有限个数值之内,它不是连续的而是离散的;电报信号、数据信号。
13通信原理复习资料(填空、选择、简答和计算部分)2015-2016解析
通信原理复习资料-----填空、选择、简答、计算部分一、填空题1、消息、信息和信号三者的关系中,( 信息 )是消息的有效内容。
2、消息、信息和信号三者的关系中,( 消息 )是信息的物理形式。
3、消息、信息和信号三者的关系中,( 信号 )是消息的传输载体。
4、从信源发出的没有经过调制的原始电信号称为( 基带 )信号。
5、经过调制以后的信号称为( 已调(或带通) )信号。
6、信源编码的目的是提高信息传输的( 有效性 )。
7、信道编码的目的是提高信息传输的( 可靠性 )。
8、通信系统的一般模型主要包括信源、( 发送设备 )、信道、接收设备、信宿五部分。
9、消息只能单方向传输的工作方式称为( 单工 )通信。
10、通信双方都能收发消息,但不能同时进行收和发的工作方式称为( 半双工 )通信。
11、通信双方可同时进行收发消息的工作方式称为( 全双工(双工) )通信。
12、信道按传输媒质可分为有线信道和无线信道。
其中,蜂窝移动通信系统属于( 无线 )信道。
13、信道按传输媒质可分为有线信道和无线信道。
其中,固定电话系统属于( 有线 )信道。
14、消息所包含的信息量是该消息出现的概率的函数,概率越小,则信息量越( 大 )。
15、消息所包含的信息量是该消息出现的概率的函数,消息出现的概率为P (x ),则消息所包含的信息量I =( (x)2log P - )bit 。
16、以等概率发送二进制数字“0”和“1”,则每个数字的信息量为( 1 )bit 。
17、以等概率发送M 进制波形,则每个波形所含的信息量为( 2l o g M )bit 。
18、一个八进制波形需要用( 3 )个二进制脉冲表示。
19、传送等概率的四进制波形之一的信息量为( 2 )bit 。
20、一个由M 个符号组成的离散信源,其信源的熵的最大值为( 2log M )b/符号。
21、设信源的熵为(x)H ,则该信源发送一条含n 个符号的消息,其总信息量为( (x )n H )bit 。
基带传输的常用码型
基带传输的常用码型有:
1. 双极性不归零码:“1”码和“0”码都有电流,“1”为正电流,“0”为负电流,正和负的幅度相等,判决门限为零电平。
其优点是抗噪能力强一些,缺点是生成电路需要正负双电源供电。
2. 单极性不归零码:无电压表示“0”,恒定正电压表示“1”,每个码元时间的中间点是采样时间,判决门限为半幅电平。
单极性的优点是可以采用单电源供电,缺点是具有直流分量,只能在直流耦合的电路中使用。
3. 双极性归零码:在每一码元时间间隔内,当发“1”时,发出正向窄脉冲;当发“0”时,则发出负向窄脉冲。
两个码元的时间间隔可以大于每一个窄脉冲的宽度,取样时间是对准脉冲的中心。
4. 单极性归零码:在每一码元时间间隔内,有一半的时间发出正电流,而另一半时间则不发出电流表示二进制数“1”。
整个码元时间间隔内无电流发出表示二进制数“0”。
5. 曼彻斯特编码:在曼彻斯特编码中,每个二进制位(码元)的中间都有电压跳变。
用电压的正跳变表示“0”,电压的负跳变表示“1”。
此外,还有差分码、密勒码、CMI码、AMI码、HDB3码等基带传输的常用码型。
您可以咨询专业人士获取详细信息。
单、双级性信号误码率分析
数字信号传输——单级性、双极性信号误码率的判断实验目的:1.学习掌握数字信号序列的单级性、双极性码编码;2.掌握信号信噪比(BER)及误码率(SNR)的计算,判断分析其关系,了解抗干扰能力与信噪比的关系。
3.会用Matlab绘制单级性、双极性信号,能计算其通过加性噪声信道后的信噪比。
绘制误码率——信噪比图。
实验要求:1.产生两组数字信号序列,要求分别为单级性、双极性信号(归零或非归零均可)。
让其通过一个有加性高斯白噪声的信道,计算判断其信噪比的大小,并比较那种信号的抗干扰性能强。
2.绘制单级性、双极性信号的误码率——信噪比图,观察分析数字信号的误码率BER和信噪比SNR之间的关系。
实验内容:一、数字基带信号的常见码型⑴码型知识通信的任务是准确迅速地传递信息。
信源信号经过信源编码之后成为离散的二进制数字信号。
我们用一些离散的波形来代替这些数字信号。
这些离散的信号可以直接进行传输,或者调制到载波上进行传输。
这样就形成了两种最基本的数字信号的传输方式:基带传输和频带传输。
由于未经调制的电脉冲信号所占有的频带通常从直流到低频开始,因而成为数字基带信号。
在数字传输系统中,其传输对象主要是二元数字信号。
首先,简单介绍一下单级性码和双极性码。
单极性码:用一种电平以及零电平分别表示“1”和“0”码。
双极性码:用正-负电平分别表示“1”和“0”码。
而最简单的二元码中基带信号的波形为矩形,幅度取值只有两种电平。
通常的二元码有如下几种:1.单级性非归零码(NRZ(L))属于非归零码NRZ(Not Return Zero code)在整个码元期间电平保持不变。
在这种编码中用高电平和低电平(通常为零电平)分别表示二进制信息“1”、“0”。
2.双极性非归零码也同单级性非归零码相同的是在整个码元期间电平保持不变,但它用正电平,负电平分别表示“1”,“0”.3.单级性归零码(RZ(L))归零码RZ(Return Zero code )在整个码元期间高电平只维持一段时间,其余时间返回零电平。
单极性非归零码
单极性非归零码 一. 单极性非归零码:单极性非归零码(NRZ)是一种与单极性归零码相似的二元码,但码脉冲之间无间隔.这是一种最常用的码型.单极性非归零码的特点是:有直流成分,因此很难在低频传输特性比较差的有线信道进行传输,并且接收单极性非归零码的判决电平一般取为1 码电平的一半,因此在信道特性发生变化时,容易导致接收波形的振幅和宽度变化,使得判决电平不能稳定在最佳电平,从而引起噪声.此外,单极性非归零码还不能直接提取同步信号,并且传输时必须将信道一端接地,从而对传输线路有一定要求.一般由终端送来的单极性非归零码要通过码型变换变成适合信道传输的码型.二. 设计原理:1.单极性非归零码:用电平1来表示二元信息中的“1”,用电平0来表示二元信息中的“0”,电平在整个码元时间里不变,记作NRZ 码。
它的占空比为100%。
单极性归零码:他与单极性非归零码不同处在于输入二元信息为1时,给出的码元前半时间为1,后半时间为0,输入0则完全相同。
它的占空比为50%。
双极性非归零码:他与单极性非归零码类似,区别仅在于双极性使用电平-1来表示信息0。
它的占空比为100%。
双极性归零码:此种码型比较特殊,它使用前半时间1,后半时间0来表示信息1;采用前半时间-1,后半时间0来表示信息0。
因此它具有三个电平。
2.均值与自相关函数的分析假设数字基带信号为某种标准波形g(t)在周期Ts 内传出去,则数字基带信号可用:)()(nTs t g a t S n -=∑∞∞ 来表示,本题中g(t)为矩形波。
n a 是基带信号在一个周期内的幅度值。
n a 组成的离散随机过程的自相关函数为:)()(k n n a a E k R += 3.均值与自相关函数的分析均值计算公式为:n n a a E a E ==][][k n n k n n a a a a E k R ++==}{)(4.概率分布分析单极性非归零码:a=0, ½; a=1, 1/2.单极性归零码:a=0,¾; a=1, ¼.双极性非归零码:a=-1,½; a=1, ½.双极性归零码: a=0,½; a=1, ¼; a=-1, ¼.三. 主程序:snr=[0,0.5;1,0.5];sr=[0,0.75;1,0.25];dnr=[1,0.5;-1,0.5];dr=[1,0.25;-1,0.25;0,0.5];jidaigailv(snr)jidaigailv(sr)jidaigailv(dnr)jidaigailv(dr)调用程序:function Y=jidaigonglvpu(x)E=0;R0=0;Rk=0;for i=1:length(x)E=E+x(i,1)*x(i,2);R0=R0+x(i,1)*x(i,1)*x(i,2);endRk=E*E;disp('均值等于:');Edisp('自相关函数等于:');R0运行结果:均值等于:E = 0.5000自相关函数等于:R0 =0.5000均值等于:E =0.2500自相关函数等于:R0 = 0.2500均值等于:E =0自相关函数等于:R0 = 1均值等于:E = 0自相关函数等于:R0 = 0.5000功率谱图(图形实现):x=0:0.01:5;y=sin(1/2*pi*x);y=y./(1/2*pi*x);y=y/2;dan=y.*y;dan=dan/4;plot(x,dan,'--'); figure(2)x=0:0.01:5;y=sin(pi*x);y=y./(pi*x);dan=y.*y;dan=dan/4;plot(x,dan,'--'); figure(3)x=0.00001:0.01:5;y=sin(1/2*pi*x);y=y.*yy=y/4;n=1/2*pi*x;n=n.*n;y=y./n;double=y.*y;double=double/4;plot(x,double,'*'); figure(4)x=0.00001:0.01:5;y=sin(pi*x);y=y.*y;n=pi*x;n=n.*n;y=y./n;dan=y.*y;dan=dan/4;plot(x,dan,'*'); 四. 运行结果:。
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单极性非归零码 一. 单极性非归零码:
单极性非归零码(NRZ)是一种与单极性归零码相似的二元码,但码脉冲之间无间隔.这是一种最常用的码型.单极性非归零码的特点是:有直流成分,因此很难在低频传输特性比较差的有线信道进行传输,并且接收单极性非归零码的判决电平一般取为1 码电平的一半,因此在信道特性发生变化时,容易导致接收波形的振幅和宽度变化,使得判决电平不能稳定在最佳电平,从而引起噪声.此外,单极性非归零码还不能直接提取同步信号,并且传输时必须将信道一端接地,从而对传输线路有一定要求.一般由终端送来的单极性非归零码要通过码型变换变成适合信道传输的码型.
二. 设计原理:
1.单极性非归零码:用电平1来表示二元信息中的“1”,用电平0来表示二元信息中的“0”,电平在整个码元时间里不变,记作NRZ 码。
它的占空比为100%。
单极性归零码:他与单极性非归零码不同处在于输入二元信息为1时,给出的码元前半时间为1,后半时间为0,输入0则完全相同。
它的占空比为50%。
双极性非归零码:他与单极性非归零码类似,区别仅在于双极性使用电平-1来表示信息0。
它的占空比为100%。
双极性归零码:此种码型比较特殊,它使用前半时间1,后半时间0来表示信息1;采用前半时间-1,后半时间0来表示信息0。
因此它具有三个电平。
2.均值与自相关函数的分析
假设数字基带信号为某种标准波形g(t)在周期Ts 内传出去,则数字基带信号可用:
)()(nTs t g a t S n -=∑∞
∞ 来表示,本题中g(t)为矩形波。
n a 是基带信号在一个周期内
的幅度值。
n a 组成的离散随机过程的自相关函数为:)()(k n n a a E k R += 3.均值与自相关函数的分析
均值计算公式为:n n a a E a E ==][][
k n n k n n a a a a E k R ++==}{)(
4.概率分布分析
单极性非归零码:a=0, ½; a=1, 1/2.
单极性归零码:a=0,¾; a=1, ¼.
双极性非归零码:a=-1,½; a=1, ½.
双极性归零码: a=0,½; a=1, ¼; a=-1, ¼.
三. 主程序:
snr=[0,0.5;1,0.5];
sr=[0,0.75;1,0.25];
dnr=[1,0.5;-1,0.5];
dr=[1,0.25;-1,0.25;0,0.5];
jidaigailv(snr)
jidaigailv(sr)
jidaigailv(dnr)
jidaigailv(dr)
调用程序:
function Y=jidaigonglvpu(x)
E=0;R0=0;Rk=0;
for i=1:length(x)
E=E+x(i,1)*x(i,2);
R0=R0+x(i,1)*x(i,1)*x(i,2);
end
Rk=E*E;
disp('均值等于:');E
disp('自相关函数等于:');R0
运行结果:
均值等于:
E = 0.5000
自相关函数等于:
R0 =0.5000
均值等于:
E =0.2500
自相关函数等于:
R0 = 0.2500
均值等于:
E =0
自相关函数等于:
R0 = 1
均值等于:
E = 0
自相关函数等于:
R0 = 0.5000
功率谱图(图形实现):x=0:0.01:5;
y=sin(1/2*pi*x);
y=y./(1/2*pi*x);
y=y/2;
dan=y.*y;
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plot(x,dan,'--'); figure(2)
x=0:0.01:5;
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y=y./(pi*x);
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plot(x,dan,'--'); figure(3)
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y=sin(1/2*pi*x);
y=y.*y
y=y/4;
n=1/2*pi*x;
n=n.*n;
y=y./n;
double=y.*y;
double=double/4;
plot(x,double,'*'); figure(4)
x=0.00001:0.01:5;
y=sin(pi*x);
y=y.*y;
n=pi*x;
n=n.*n;
y=y./n;
dan=y.*y;
dan=dan/4;
plot(x,dan,'*'); 四. 运行结果:。