远动系统信息传输基础2.

②双极性非归零码：如图2-13(b)所示，双极性非归零码中负电平和正电平分别与二进制数字“0”、“1”相对应。这种信号在基带传输中应用较广，这是因为接收端的0、1判决电平门限值可以选在零电平上，容易实现和保持稳定。

③单极性归零码、双极性归零码：如图2-13(c)和(d)所示，其特点是：脉冲之间有间隙，脉冲宽度小于一个码元宽度，每个码元脉冲总要恢复到零电平上去，故称为归零码。

④交替极性码（AMI ）：交替极性码也称双极方式码、平衡对称码等，这是单极性码的变形，即把单极性码中的所有正电平转变为交替的正、负电平，如图2-13(e)所示。交替极性码交替出现正、负电平，所以没有直流分量，低频分量也较小，适合于在截止直流信道中传输。

⑤差分码：差分码利用前后两相邻码元电平的相对极性变化来传送信息，是一种相对码。例如利用相邻码元电平极性改变表示二进制数字“1”，不变表示“0”，如图2-13(f)所示。其特点是：即使接收端收到的码元极性与发送端完全相反，也能正确地进行判决。

⑥裂相码（也称曼彻斯特码或双相码）：裂

相码把一个码元分为两个子码元。用子码元的组合来表示码元的数字信号。例如当码元

数字信号为“1”时，对应的两个子码元为+E 和-E ；为“0”时对应的两个子码元为-E 和+E ，如图2-13(g)所示。裂相码的直流分量基本为零，并且每个码元中必有从+E 到-E 或从-E 到+E 的变化，有利于提供定时信号。但其子码元速率是码元速率的两倍。

⑦多进制码（多电平码）：上面介绍的是二进制码，有时还会用到多进制码。多进制码中一个脉冲波形代表多个而进制数字。图2-13(h)所示的是四电平码，其特点是一个脉冲波形代表两位二进制数字。多进制码常用于高速传输系统中。

2. 数字基带信号的频谱

以上所列举的数字基带信号，就其单个波形而言都是矩形波，可以用富里叶变换求得它的频谱。实际中基带信号也可以采用其它波形，如余弦脉冲波、三角脉冲波、升余弦波等，这些波形也可用富里叶变换求得它们的频谱。图2-14中列举了四种波形及其单边频谱图。

比较这几种波形及其频谱特性。若以频谱出现第一个零点的频率值来定义信号带宽的话，则矩形波的带宽最小。设单个矩形波的带宽为：

B = 1/τ (Hz) (2.11)

0 1 1010 0 1 1 10

0+E (a)0-E +E (b)

0+E 0+E -E (c)(d)

0+E -E

(e)

0+E

-E 0 1 01 1 0 011 1 0(f)

0+E -E (g)

0+E +3E -E -3E

(11)

(01)(00)(11)(10)

(h)

图2-13 典型基带信号

(a)单极性非归零码 (b)双极性非归零码(c)单极性归零码 (d)双极性归零码(e)交替极性码(f)差分码

(g)裂相码(h)多进制码

0-τ/2

τ/2A

0-τ/2τ/2

A

0-τ/2

τ/2A

0-τ/2

τ/2

A

1ω

01ω

1ω

1ω

图2-14 几种常见波形及其频谱

(a)矩形

F(ω)F(0)F(ω)F(0)F(ω)F(0)F(ω)F(0)2π τ4π τ

8π τ

12π τ

5π

τ

9π τ

4π τ

8π τ

8π τ

4π τ

(b)余弦形

(c)三角形

(d)升余弦形

sin (ωτ/2)

ωτ/2

=cos (ωτ/2)=

1-(ωτ/π)

2sin (ωτ/2)

(ωτ/4)=2

2

sin (ωτ/2)=ωτω τ

4π2(1－222)

f(t)

f(t)

f(t)

f(t)

则余弦波的带宽为1.5B ，升余弦和三角脉冲的带宽为2B 。若从频谱幅度的收敛情况来看，矩形波衰减最慢，它是以ω的一次幂收敛；余弦波和三角脉冲以ω的二次幂收敛；升余弦波衰减最快，以ω的三次幂收敛。根据计算，若选择B=2/τ作为升余弦波脉冲信号的带宽，则它已包含了波形的绝大部分能量，在传输过程中波形失真较小；若以同样带宽传输矩形波，尽管在2/τ时已是频谱的第二个零点，但因它的频谱幅度收敛较慢，还有相当一部分能量在带宽外，因此波形传输失真较大。若要求传输的波形失真比较小，以采用升余弦波为宜。

二、基带传输系统中的码间干扰

1. 基带传输系统模型

直接传输基带信号的系统称为基带传输系统。基带传输系统模型如图2-15(a)所示。它包括发送滤波器、传输信道、接收滤波器和取样判决器等四个部分。发送滤波器是一个低通滤波器，用来滤掉基带信号中的一部分高频分量，使之成为具有一定带宽的、适于信道传送的基带信号。

信号通过信道时，一方面受信道特性不理想的影响而产生失真，另一方面不可避免地会叠加有干扰，因此到达接收端的是一个失真信号和干扰的混合物。为了削弱干扰的影响，在接收端设有一个接收滤波器。其作用是使信号能顺利地通过，使干扰尽可能地被抑制，从而提高信噪比。取样判决器的作用是根据接收滤波器的输出，判决发送端发出的每个码元是“1”还是“0”。它是对接收滤波器的输出每隔一个码元时间采样，并将采样值与一个判决门限进行比较，若采样值大于门限值则判为“1”，否则判为“0”。显然，如果信号不失真且没有干扰，则判决器可正确地恢复原来的数字信号。但实际信道总会产生失真和干扰，所以可能出现误判决，造成误码。

2. 码间干扰产生的原因

设发送端发出的数字序列为： … a -1 a 0 a 1 …。采用二元制时，a n 取值为“0”或“1”，则输入信号可表示为：

s t a t nT n s n n 1()()=-=-∞

=∞

∑δ (2.12)

式中，T s 为数字码元的周期(或间隔)。