第3章 数字信号的基带传输技术 沈其聪
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《数字信号基带传输》课件
表示方法
数字信号可以通过多种方式表示，如二进制、八进制和十六进制等。其中，二 进制是最常用的表示方法，因为它具有简单、可靠和易于传输的优点。
数字信号的波形
波形种类
数字信号的波形有多种，如矩形波、三角波和正弦波等。这 些波形在数字通信和数字信号处理中有着广泛的应用。
波形参数
数字信号的波形参数包括幅度、频率和相位等，这些参数可 以用来描述波形的特征和变化规律。在数字信号传输和处理 过程中，波形参数的变化会对信号的质量和性能产生影响。
《数字信号基带传输》 PPT课件
CONTENTS
目录
• 引言 • 数字信号基础知识 • 基带传输系统概述 • 数字信号的基带传输 • 基带传输系统的性能分析 • 基带传输系统的实际应用案例
CHAPTER
01
引言
课程背景
数字信号基带传输是通信系统中的重 要组成部分，广泛应用于数字电视、 数字广播、数字音频等领域。
CHAPTER
02
数字信号基础知识
数字信号的定义与特点
定义
数字信号是一种离散的、不连续的信 号，它表示的是离散时间状态的变化 。
特点
数字信号具有离散性、不连续性和量 化性，这些特点使得数字信号在传输 和处理时具有更高的可靠性和抗干扰 能力。
数字信号的生成与表示
生成方式
数字信号可以通过各种方式生成，如抽样、量化和编码等。这些过程可以将连 续的模拟信号转换为离散的数字信号。
CHAPTER
06
基带传输系统的实际应用案例
基于基带传输的数字电视系统
数字电视系统概述
数字电视系统采用基带传输方式，将数字信号传输到接收端，实现 高质量的视频和音频播放。
数字电视系统的组成
数字信号可以通过多种方式表示，如二进制、八进制和十六进制等。其中，二 进制是最常用的表示方法，因为它具有简单、可靠和易于传输的优点。
数字信号的波形
波形种类
数字信号的波形有多种，如矩形波、三角波和正弦波等。这 些波形在数字通信和数字信号处理中有着广泛的应用。
波形参数
数字信号的波形参数包括幅度、频率和相位等，这些参数可 以用来描述波形的特征和变化规律。在数字信号传输和处理 过程中，波形参数的变化会对信号的质量和性能产生影响。
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CONTENTS
目录
• 引言 • 数字信号基础知识 • 基带传输系统概述 • 数字信号的基带传输 • 基带传输系统的性能分析 • 基带传输系统的实际应用案例
CHAPTER
01
引言
课程背景
数字信号基带传输是通信系统中的重 要组成部分，广泛应用于数字电视、 数字广播、数字音频等领域。
CHAPTER
02
数字信号基础知识
数字信号的定义与特点
定义
数字信号是一种离散的、不连续的信 号，它表示的是离散时间状态的变化 。
特点
数字信号具有离散性、不连续性和量 化性，这些特点使得数字信号在传输 和处理时具有更高的可靠性和抗干扰 能力。
数字信号的生成与表示
生成方式
数字信号可以通过各种方式生成，如抽样、量化和编码等。这些过程可以将连 续的模拟信号转换为离散的数字信号。
CHAPTER
06
基带传输系统的实际应用案例
基于基带传输的数字电视系统
数字电视系统概述
数字电视系统采用基带传输方式，将数字信号传输到接收端，实现 高质量的视频和音频播放。
数字电视系统的组成
(完整word版)数字信号的基带传输
实验五数字信号的基带传输、眼图、奈奎斯特准则一、实验目的1.熟悉使用simulink模块库，了解各功能模块的操作和使用方法。
2.通过实验进一步掌握、了解数字基带传输系统的构成及其工作原理。
3.观察数字基带传输系统接收端的眼图，掌握眼图的主要性能指标。
二、实验内容用simulink建立一个数字基带传输系统仿真系统，信道中加入高斯白噪声（均值为0，均方差可调），分析理解系统各个模块的功能，并通过观察眼图，判断系统信道中的噪声情况。
三、实验原理（一）数字信号基带传输系统原理基带信号传输系统的典型模型，如图所示。
在发送端，数字基带信号X(t)经发送滤波器输入到信道，发送滤波器的作用是限制发送频带，阻止不必要的频率成分干扰相邻信道。
传输信道在这里是广义的，它可以是传输介质（电缆、双绞线等等），也可以是带调制解调器的调制信道。
基带信号在信道中传输时常混入噪声n(t)，同时由于信道一般不满足不失真传输条件，因此要引起传输波形的失真。
所以在接收端输入的波形与原始的基带信号X(t)差别较大，若直接进行抽样判决可能产生较大的误判。
因此在抽样判决之前先经过一个接收滤波器，它一方面滤除带外噪声，另一方面对失真波形进行均衡。
抽样和判决电路使数字信号得到再生，并改善输出信号的质量。
根据频谱分析的基本原理，任何信号的频域受限和时域受限不可能同时成立。
因此基带信号要满足在频域上的无失真传输，信号其波形在时域上必定是无限延伸的，这就带来了各码元间相互串扰问题。
造成判决错误的主要原因是噪声和由于传输特性（包括发、收滤波器和信道特性）不良引起的码间串扰。
基带脉冲序列通过系统时，系统的滤波作用使脉冲拖宽，在时间上，它们重叠到邻近时隙中去。
接收端在按约定的时隙对各点进行抽样，并以抽样时刻测定的信号幅度为依据进行判决，来导出原脉冲的消息。
若重叠到邻接时隙内的信号太强，就可能发生错误判决。
若相邻脉冲的拖尾相加超过判决门限，则会使发送的“0”判为“1”。
现代通信理论与技术(P-7基带传输)-2015
目的是找到一个线性滤波器，使得抽样判 决器在抽样时刻能得到最大的信噪比。
12 2015/12/9
《现代通信理论与技术》 第7章 数字信号的基带传输
四川大学电子信息学院
杨万全 & 熊淑华
Premise:
Here, we assume that the major source of system limitation is the channel noise. No ISI. • Matched Filter is used to detect a pulse signal of known waveform that is immersed in additive white noise. • The device for the optimum detection of such a pulse involves the use of a linear-timeinvariant filter known as a matched filter。
数字基带信号 2015/12/9
基于比特流的数字信号处理 3
《现代通信理论与技术》 第7章 数字信号的基带传输
四川大学电子信息学院
Digital Baseband Transmission
4
2015/12/9
《现代通信理论与技术》 第7章 数字信号的基带传输
RF发送 噪声源 信道 RF接收 多址分接 解扩 到其它信宿 信源译码 信 宿 格 式 变 换 数 据 解 压 解 密 译 码 信 道 译 码 . 多 . 路 分 离 抽 样 判 决 解调器
再生
数字基带信号 2015/12/9
基于比特流的数字信号处理 6
《现代通信理论与技术》 第7章 数字信号的基带传输
12 2015/12/9
《现代通信理论与技术》 第7章 数字信号的基带传输
四川大学电子信息学院
杨万全 & 熊淑华
Premise:
Here, we assume that the major source of system limitation is the channel noise. No ISI. • Matched Filter is used to detect a pulse signal of known waveform that is immersed in additive white noise. • The device for the optimum detection of such a pulse involves the use of a linear-timeinvariant filter known as a matched filter。
数字基带信号 2015/12/9
基于比特流的数字信号处理 3
《现代通信理论与技术》 第7章 数字信号的基带传输
四川大学电子信息学院
Digital Baseband Transmission
4
2015/12/9
《现代通信理论与技术》 第7章 数字信号的基带传输
RF发送 噪声源 信道 RF接收 多址分接 解扩 到其它信宿 信源译码 信 宿 格 式 变 换 数 据 解 压 解 密 译 码 信 道 译 码 . 多 . 路 分 离 抽 样 判 决 解调器
再生
数字基带信号 2015/12/9
基于比特流的数字信号处理 6
《现代通信理论与技术》 第7章 数字信号的基带传输
《数字基带传系统》课件
数字基带传系统的误码率性能
1 误码率的定义
误码率是衡量数字信号在传输中出错的概率，通常以比特差错率为准。
2 误码率性能分析
误码率性能首先取决于信道的质量，其次要考虑信道编码、调制等技术的影响。
3 误码率性能的提高技术
液晶补偿、码间干扰消除、自适应等技术可以提高误码率性能。
结论
数字基带传系统是数字通信技术中的重要部分，其性能的提高对网络通信和 信息化发展都具有重要意义。
FSK调制
利用数字信号的频率来调制载 波，具有频带占用窄、抗干扰 能力强等特点，广泛用于无线 遥控和数据传输。
基带解调
原理和定义
基带解调是将调制后的模拟信号转换为数字信号的 过程，是基带调制的逆过程。
ASK、PSK、QPSK解调
ASK、PSK、QPSK的解调方法具有差异，需要针对 其特定的解调调制技术进行实现。
数字基带信号的产生
数字基带信号的定义
数字基带信号是一种离散的、有限长的数列，由模 拟基带信号经过采样、量化、编码等一系列数字信 号处理形成。
数字基带信号的产生方法
基于数字信号处理的方法，包括采样、量化、编码 等基本步骤，可实现数字基带信号的产生。
信道编码
1
为什么需要信道编码？
信道编码是为了提高数字信号在具有误差和干扰的信道中正确传输的概率。
参考文献
• 李亮炜等，数字信号处理（第三版），电子工业出版社，2015年。 • 谢新欣，数字通信（第二版），电子工业出版社，2012年。
数字基带传系统
欢迎来到本次课程，我们将一起探讨数字基带传系统的定义、应用和性能分 析。
引言
什么是数字基带传系统？
数字基带系统是指将原始电信号进行采样、量化、编码等处理，经过信道编码、调制、功率 放大等传输技术，实现数字信号的高效传输。
第5章 数字信号的最佳接收3
数字通信原理（电子教案）制作：沈其聪梁春艳机械工业出版社电子教案内容简介本电子教案与机械工业出版社出版的《数字通信原理》教材配套使用，教案系统地介绍了数字通信的特点、原理、应用及性能分析的基本方法，内容包括数字通信系统概述、信源编码技术、数字基带传输技术、数字调制与解调技术、数字信号的最佳接收、同步技术、信道编码技术等。
各章节在内容的安排和叙述上，根据数字通信的发展和实际教学的需要，力求做到物理概念清晰，理论推导简明，体系结构完整；重点介绍了数字通信主要技术的基本概念、基本原理、基本分析方法和主要应用。
第五章数字信号的最佳接收数字信号的接收就是从噪声中判断出有用信号。
由于数字信源具有随机性，而噪声也是不确定的，因此从统计的观点看，数字信号的接收实质上是一个统计判决的过程。
本章在给出基本判决准则的基础上，着重分析了确知信号的最佳接收、随相信号的最佳接收和匹配滤波器。
主要内容•第一节最佳接收的概念与准则•第二节确知信号的最佳接收•第三节随相信号的最佳接收•第四节匹配滤波器•第五节实际接收机与最佳接收机的比较•第六节基带系统的最佳化第一节最佳接收的概念与准则一、最佳接收的含义在一个通信系统中，由于存在很多影响信息可靠传输的不利因素,比如信道特性和发送信号不匹配、信道中存在干扰等，当这些因素作用于接收端时，就会对信号接收产生影响，所以接收系统的性能在很大程度上决定了该系统的质量优劣，其重要性不亚于发送系统。
那么在各种通信系统中，其接收系统是否是最好的、还存在哪些问题？回答这个问题就必须涉及通信理论中的最佳接收理论。
最佳接收理论重点研究从噪声和干扰中如何最好地提取有用信号。
“最好”或“最佳”并非是惟一的，它是在某个判决准则意义下说的一个相对概念。
即在某个判决准则下是最佳的接收机，在另一判决准则下不一定是最佳的。
这也为我们在不同的通信条件下选择适当的接收机打下了基础。
二、最佳接收的常用准则1.似然比准设接收机收到的信号为，则，1、2、…、。
《数字通信第三章》PPT课件讲课稿
《数字通信第三章》PPT 课件
第3章脉冲编码调制
3.1 脉冲编码调制（PCM）的基本概念
用数字通信系统来传输消息信号具有很多优点，但实 际中由信源设备直接产生的原始信号大多数都是模拟信号， 要想实现数字化传输和交换，首先就要将模拟信号数字化。 在发送端数字化的过程是先将模拟信号抽样，使它成为一 系列在时间上离散的抽样值，然后再将这些样值进行量化 使其在取值上也离散，最后再进行二进制编码，形成数字 信号；在接收端进行相反的变换，把接收到的数字信号还 原成模拟信号。将模拟信号的抽样量化值变换成二进制代 码的过程，就称为脉冲编码调制（PCM）。
第3章脉冲编码调制 在实际中，人们利用压扩技术实现非均匀量化，其原理
如图3-7所示。在进行均匀量化之前，先对信号进行压扩处理， 对大信号进行压缩，对小信号进行放大。由于小信号的幅度 得到较大的放大，从而使小信号的信噪比得到较大改善，这 一处理过程通常称为压缩量化，它是由压缩器完成的。在整 个压扩过程中，PAM信号先经过压缩器压缩，再进行均匀量 化，经过编码后送入信道传输。在接收端为将解码后的PAM 信号恢复为原始信号还须进行扩张处理，扩张特性与压缩特 性相反，从图3-7的（b）图中可以看出，压缩和扩张的特性 曲线是相同的，只是输入和输出坐标互换而已。整个过程实 际上是在编码之前先把信号的动态范围压缩，然后在译码之 后再把信号的动态范围扩张。
Sq 10lgN220nlg26n（dB） （3-5） Nq
这表明，每增加一位编码，量化信噪比大约可以增 加6 dB。
第3章脉冲编码调制
均匀量化的量化信噪比与编码的位数有关，编码位数越 高，输出信噪比就越高。为了保证有足够的量化信噪比，在 均匀量化中就必须靠增加量化级数的方法来实现。例如，话 音信号要求在信号动态范围大于40dB的情况下，量化信噪比 不能低于26dB。由式（3-5）可以算出，此时n≥11。也就是 说，每个样值至少需要编11位二进制码。这一方面使设备的 复杂性增加，另一方面又使二进制码的传输速率过高，占用 频带过宽。而在大信号时信噪比又显得过分地大，造成不必 要的浪费。这就使得我们必须找到一种既能满足量化信噪比 及动态范围指标，同时编码的位数要求又比较少的量化系统， 这就是非均匀量化系统。
第3章脉冲编码调制
3.1 脉冲编码调制（PCM）的基本概念
用数字通信系统来传输消息信号具有很多优点，但实 际中由信源设备直接产生的原始信号大多数都是模拟信号， 要想实现数字化传输和交换，首先就要将模拟信号数字化。 在发送端数字化的过程是先将模拟信号抽样，使它成为一 系列在时间上离散的抽样值，然后再将这些样值进行量化 使其在取值上也离散，最后再进行二进制编码，形成数字 信号；在接收端进行相反的变换，把接收到的数字信号还 原成模拟信号。将模拟信号的抽样量化值变换成二进制代 码的过程，就称为脉冲编码调制（PCM）。
第3章脉冲编码调制 在实际中，人们利用压扩技术实现非均匀量化，其原理
如图3-7所示。在进行均匀量化之前，先对信号进行压扩处理， 对大信号进行压缩，对小信号进行放大。由于小信号的幅度 得到较大的放大，从而使小信号的信噪比得到较大改善，这 一处理过程通常称为压缩量化，它是由压缩器完成的。在整 个压扩过程中，PAM信号先经过压缩器压缩，再进行均匀量 化，经过编码后送入信道传输。在接收端为将解码后的PAM 信号恢复为原始信号还须进行扩张处理，扩张特性与压缩特 性相反，从图3-7的（b）图中可以看出，压缩和扩张的特性 曲线是相同的，只是输入和输出坐标互换而已。整个过程实 际上是在编码之前先把信号的动态范围压缩，然后在译码之 后再把信号的动态范围扩张。
Sq 10lgN220nlg26n（dB） （3-5） Nq
这表明，每增加一位编码，量化信噪比大约可以增 加6 dB。
第3章脉冲编码调制
均匀量化的量化信噪比与编码的位数有关，编码位数越 高，输出信噪比就越高。为了保证有足够的量化信噪比，在 均匀量化中就必须靠增加量化级数的方法来实现。例如，话 音信号要求在信号动态范围大于40dB的情况下，量化信噪比 不能低于26dB。由式（3-5）可以算出，此时n≥11。也就是 说，每个样值至少需要编11位二进制码。这一方面使设备的 复杂性增加，另一方面又使二进制码的传输速率过高，占用 频带过宽。而在大信号时信噪比又显得过分地大，造成不必 要的浪费。这就使得我们必须找到一种既能满足量化信噪比 及动态范围指标，同时编码的位数要求又比较少的量化系统， 这就是非均匀量化系统。
文元美现代通信原理课件第4章__数字信号的基带传输
2020/4/13
通信原理
数字信号的基带传输
5.
2020/4/13
通信原理
数字信号的基带传输
6. 交替极性码(AMI)
2020/4/13
通信原理
数字信号的基带传输
7. 三阶高密度双极性码(HDB3) 当信码序列中加入破坏脉冲以后，信码B和破坏脉冲V的正 负必须满足如下两个条件：
2020/4/13
T
T
2020/4/13
通信原理
数字信号的基带传输
数字基带信号的一般数学表达式
设二进制的随机脉冲序列如图 （a）所示。 其中，假设g1(t) 表示“0”码，g2(t) 表示“1”码。g1(t)和g2(t)在实 际中可以是任意的脉冲，但为了便于在图上区分，这里我们把g1(t) 画成宽度为Ts的方波，把g2(t)画成宽度为Ts的三角波。
(b)
(c)
图 4 - 5 CMI编/
2020/4/1(3a)CMI码编码器电路； (b通) C信M原理I码译码器电路； (c) 各点波形
数字信号的基带传输
3. 单片HDB3编译码器 近年来出现的HDB3编码器采用了CMOS型大规模集成电 路CD22103， 该器件可同时实现HDB3编、译码，误码检测及 AIS码检出等功能。主要特点有：
抽样判 恢复后的
决
数字基带信号
噪声
位同步提取
2020/4/13
通信原理
数字信号的基带传输
4.1 数字基带信号
4.1.1 数字基带信号的常用码型
传输码型的选择，主要考虑以下几点： (1) 码型中低频、 高频分量尽量少； (2) 码型中应包含定时信息， 以便定时提取； (3) 码型变换设备要简单可靠； (4) 码型具有一定检错能力，若传输码型有一定的规律性， 则就20可20/4根/13 据这一规律性来检测通传信原输理质量，
高级通信原理数字信号的基带传输(于秀兰)剖析
分析过程参见重邮本科 <<通信原理>>教材
最佳基带传输系统
练习
练习：
说明：
补充：有失真信道的信号设计(数字通信9.2.4)
如何对信道 失真进行补 偿？
发送滤波器和接收滤波器的幅频特性为
GT ( f ) X ( f ) / c f
f W
GR ( f ) X ( f )
或者
N0 / 2 10 15W / Hz 。
3.6 部分响应系统
从上面的例子和分析我们不难看出： 实际中是可以找到频带利用率高（达 2 波特/赫） 和尾巴衰落大、收敛快的传送波形。即：利用存在一定 码间干扰的波形，有可能达到“充分利用频带效率”和 “使尾巴振荡衰落加快”这样两个目的。
缺点： 1） 必须知道 ak1 ； 2） 存在错码的连锁反映。即只要一个码元发生错误，
第3章 数字信号的基带传输
本章主要内容
3.1 引言
3.2 数字基带信号波形及其功率谱
3.2.1 数字脉冲幅度调制（PAM) 3.2.2 数字PAM信号的功率谱密度
基带和带通PAMM 信号：
sm t Am gt
sm t Amgtcos 2fct
在 M=2 的特殊情况下，二进制 PAM 波形具有特殊的性质，即
则这种错误会影响以后的码元。
部分响应信号的最佳接收
假设信道是具有加性高斯白噪声的理想带限信道。
例题
解：
3.7 均衡
本章小结
s1t s2 t
这两个信号具有相同的能量，且互相关系数为-1，称为双极性信号。
数字PAM信号的功率谱密度
PAM信号为循环平稳随机过程； 对“自相关函数的时间平均”进行傅里叶变换，
得到功率谱密度。
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第三章 数字信号的基带传输技术
第一节 数字信号传输的基本理论
数字基带传输研究的主要内容是分析数字基带信号 的频谱特点，以及如何实现待传信号与信道传输特性相 匹配的问题。通过分析数字基带信号波形和频谱，可以 搞清基带信号中有没有直流成分、有没有可供提取同步 信息用的离散频率分量以及信号的带宽等一些基带传输 中必须考虑的问题。因此，在讨论基带传输问题之前， 有必要对数字基带信号的波形与频谱有所了解。
最后，根据关系式x(ｔ)＝v(ｔ)＋u(ｔ)和上式
可得随机脉冲序列x(t)的双边功率谱为
第三章 数字信号的基带传输技术
P（x f） P（u f） P（v f）
fB P（1 P）G（1 f） G（2 f）2
f
2 B
PG（1 0）（1 P）G（2 0）2 （f）
1
2
f
2 B
PG（1 mfB）（1 P）G（2 mfB）（f
mf
）
B
m
2
f
2 B
PG（1 mf B）（1
P）G（2 mf B）（f
mf
）
B
m1
第三章 数字信号的基带传输技术
P（x f） 2 fB P（1 P）G（1 f） G（2 f）2
f
2 B
PG（1 0）（1
P）G（2 0）2 （f）
2
2
f
2 B
PG（1 mf B）（1 P）G（2 mf B）（f
第三章 数字信号的基带传输技术
图3-1 a)单个标准脉冲波形 b)随机脉冲序列某个实现的波形 c)样本的稳态分量波形 d)样本的交变分量波形
第三章 数字信号的基带传输技术
(２) 由于随机脉冲序列携带信息，使每个码元间隔 内出现的波形具有不确定性，但是，可以用统计方 法得到某个波形在码元间隔内出现的概率。为了使 分析问题的过程和所得结果比较简单，在这里不妨 假设随机脉冲序列都是平稳的、各态历经性的随机 序列。
（1
不妨设前面提出的x(t)为纯随机二元序列（即某 时刻发的信码与以前所发送的信码无关），由式（33）可知，x(t)可分解为稳态分量v(t)和交变分量u(t)两 个部分。对于其中周期为的确知信号v(t)，利用其傅
氏级数展开式的复指数形式以及周期信号功率谱密度 与复振幅的关系，可推得稳态分量v(t)的双边功率谱 密度为
u (t) u n (t) n a（n t）[g（1 t nTB） g（2 t nTB）] n
由于上式中a（n t）为随机序列，故u(ｔ)也是一个
随机序列，其中不含离散频谱分量，只有连续的
频谱，图3-1ｄ仅是u(ｔ)的一个可能的实现或样
本。
第三章 数字信号的基带传输技术
2.随机脉冲序列的功率谱
相应的归一化频谱为
G ( f ) / G (0) Sa 2 ( f / 2)
归一化频谱图如图3-2c所示。
第三章 数字信号的基带传输技术
图3-2常见脉冲的波形与频谱
第三章 c数）a字三）角矩信脉形号冲脉的冲的的 波基波 形带形 与频与传频 谱输谱 技db））术升余余弦脉弦脉冲的冲波的形波形与频与频谱谱
第三章 数字信号的基带传输技术
①矩形脉冲 单个标准矩形脉冲波形如图3-2a左
g(t
)
A,| t | /
0, 其它
2
矩形脉冲g(t)对应的频谱G（f）
G ( f ) A sin( f ) /( f ) A Sa ( f )
第三章 数字信号的基带传输技术
G( f ) / G(0) ASa(f ) /( A ) Sa(f )
④
3-2ｄ
g (t )
A[1
cos(
2t
0,
/ )] /
其它
2,|
t
|
/
2
Acos 2 (t / ),| t | / 2
g(t)
0, 其它
第三章 数字信号的基带传输技术
v（ｔ）产生的m离1 散频谱，这一项对位同步信号的提取特别重
要（尤其是fB成分）。
第三章 数字信号的基带传输技术
（3
１）单个基本脉冲波形的频谱
在前面的讨论中，没有对表示单个码元的基本脉 冲波形加以限制，实际的基带信号单个码元的波形可 以是矩形脉冲，也可以升余弦形脉冲、三角形脉冲、 钟形脉冲、半余弦形脉冲等。下面列出了几种常见脉 冲信号的表示式和对应的频谱，以供参考（其中均假 设脉冲的幅度为A，宽度为τ）。
求得了v(t)，交变分量u(t)就是x(t)中减去v(t)的
u(t) x（t） v（t）
第三章 数字信号的基带传输技术
考虑到在任一码元（如第n个码元）间隔内
x(ｔ)可能出现两种波形，一种是以概率P出现波
形g1(t)；另一种是以概率（1-P）出现的波形g2(t)， 因此，在该码元内交变分量u(t)的一般式可以表
离散谱两部分，现讨论如下：
1）组合项2fB P（1-P） ｜ G1（f）-G2（f）｜2是由交变分量u(t) 产生的连续频谱。
2）组合项fB2｜PG1（0）＋（1-P）G2（0）｜2δ(f)是由稳态分
量v(t)产生的直流成分的功率谱密度，该项不一定存在。
2
3）组合项 2 f B 2 PG1(mf B ) (1 P)G2 (mf B ) ( f mf B ) 是由稳态分量
mf
）
B
m1
第三章 数字信号的基带传输技术
（2 鉴于功率谱密度仍是目前分析数字基带信号最
有效的方法，而且在式（3-14）或式（3-15）的推导 过程中未对g1(t)和g2(t)的波形作任何限制，故式（314）和式（3-15）不仅适用于计算符合假设条件的各 种二进制数字基带信号的功率谱，而且可以用来计 算下一章将介绍的二进制数字调制信号的功率谱。 因此，在使用前有必要搞清楚式（3-14）或式（3-15） 中各个符号的意思和各组合项的物理意义。
第三，如果把调制与解调过程看作是广义信道的一 部分，则可以证明，任何一个采用线性调制的载波传输 系统均可等效为基带传输系统来分析。因此，对基带传
第三章 数字信号的基带传输技术
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节
数字信号传输的基本理论 基带传输的线路码型 部分响应技术 基带传输的抗噪声性能 眼图与时域均衡
第三章 数字信号的基带传输技术
为了简化随机脉冲序列x(ｔ)的频谱分析过程， 突出物理概念，可将随机序列x(ｔ)分解为稳态分量 （平均分量）v(ｔ)和交变分量u(ｔ)两个部分，即
x(t) v（t） u（t）
由于“1”和“0”码出现的概率分别为P和（1-
P），因此，x(ｔ)中任一码元间隔内的平均分量为， 所以，式（3-3）中的v(ｔ)表示为
第三章 数字信号的基带传输技术
为了得到前面提到的随机冲序列x(ｔ)的数学表
达式，假设“1”码和“0”码出现的概率分别为P和
（1-P），且“1”码和“0”码的出现是统计独立的， 于是随机脉序列x(ｔ)
其中
x (t) xn (t) n
xn
(t )
g
2
g1(t nTB），出现概率为P (t nTB )，出现概率为（1 P）
本概念、基本原理、基本分析方法和主要应用。
第三章
数字信号的传输分基带传输和载波（频带）传输两种 方式。通常，我们将直接来自数字通信终端的、含有直流 和低频频率分量的未经调制的电脉冲信号称为数字基带信 号。数字基带信号可以直接传送，称为数字信号的基带传 输；当数字基带信号对载波进行数字调制，将信号频谱搬 移到较高的频带上再传输，则称为数字信号的载波传输或 频带传输。
它的归一化频谱为
G( f ) / G(0) cos( f ) /(1 4 f 2 2 )
其中，G（0）＝2 Aτ/π，归一化频谱图如图3-2b右 图所示。
第三章 数字信号的基带传输技术
③
3-2c
g (t )
A(1
2
| t | / ),|
0, 其它
t
|
/
2
G( f ) A sin2 ( f / 2) /[2( f / 2)2 ] A Sa2 ( f / 2) / 2
数字通信原理
（电子教案） 制作：沈其聪 梁春艳
机械工业出版社
电子教案内容简介
本电子教案与机械工业出版社出版的《数字通 信原理》教材配套使用，教案系统地介绍了数字通 信的特点、原理、应用及性能分析的基本方法，内 容包括数字通信系统概述、信源编码技术、数字基 带传输技术、数字调制与解调技术、数字信号的最 佳接收、同步技术、信道编码技术等。各章节在内 容的安排和叙述上，根据数字通信的发展和实际教 学的需要，力求做到物理概念清晰，理论推导简明， 体系结构完整；重点介绍了数字通信主要技术的基
其中，Sa（t）＝sin t/t为抽样函数，G（0）＝Aτ，
对应的归一化频谱如图3-2a
②
3-2ｂ
g (t )
Acos(t / ), t
0, 其它
2
第三章 数字信号的基带传输技术
g(t)
Acos(t / ), t
0, 其它
2
g(ｔ)对应的频谱为
G( f ) 2A cos(f ) /[ (1 4 f 2 2 )]
v（t） [Pg（1 t nTB）（1 P）g（2 t nTB）]
n
第三章 数字信号的基带传输技术
v(ｔ)的波形如图3-1ｃ所示，可以看出v(ｔ)是 一个确知的、以为周期的周期信号，通过对v(ｔ) 的频谱分析，就可以知道x(ｔ)中有没有直流成分
和可供提取同步信号的离散分量（特别是基波分 量）。
2
P（v f） fB[PG（1 mfB）（1 P）G（2 mfB）] （f mfB）
m
第三章 数字信号的基带传输技术