《通信原理》第六章数字基带传输常用规律和技巧共12页word资料

1第一部分AMI码与HDB3码对传输用的基带信号的主要要求:对代码的要求：原始消息代码必须编成适合于传输用的码型；对所选码型的电波形要求：电波形应适合于基带系统的传输。

1. AMI码（传号交替反转码）编码规则：传号(“1”)极性交替，空号(“0”)不变。

例：信码{an}： 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 AMI: +1 0 -1 0 0 +1 0 0 0 0 0 -1 0 +1特点：（1）无直流分量和仅有小的低频分量；（2）二电平→三电平－－1B/1T码(一个二进制符号变换成一个三进制符号所构成的码)；（3）易于检错；（4）编、译码简单；（5）当出现长的连0串时，不利于定时信息的提取。

2. HDB3码编码规则：（1）当连“0”个数不超过3时，仍按AMI码的规则编，即传号极性交替；（2）当连“0”个数超过3时，4个连“0”为一组，当该组四连“0”与其前一组四连“0”之间有奇数个传号码，用000V取代该组四连“0”。

V极性与其前非零码极性一致，V本身满足极性交替；（3）当该组四连“0”与其前一组四连“0”之间有偶数个（包括0个）传号码，用B00V取代该组四连“0”。

B极性与其前一非零码极性相反，V极性与B极性一致，V本身满足极性交替；例如：1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1HDB3 +V -1 +1 -B 0 0 -V +1 -1 +1 0 0 0 +v 0 +1 译码：凡遇到-1 0 0 0 -1+1 0 0 0 +1+1 0 0 +1-1 0 0 -1译成：＊0 0 0 0例：HDB3：0 +1 0 0 0 +1 -1+1 -1 0 0 -1 0 +1 0 -1代码：0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1特点:1）无直流分量、低频分量小；2）连0串不会超过3个，对定时信号的恢复十分有利；3）编码复杂，译码简单。

第二部分无码间串扰传输1 无码间串扰的时域条件基带传输系统的数学模型：发送滤波器至接收滤波器总的传输特性为： 输入信号： ()()s n nd t t a nT δ∞=-∞=-∑识别点波形： ()()*()()()()R nsRn r t d t h t n t a h t nT nt ∞=-∞=+=-+∑为了判定第k 个码元k a 的值，应在0s t t kT =+瞬间对r (t )抽样。

故得到当数字基带信号传码率1B s R =，无码间串扰的时域条件（假设00t =）举例：2.奈奎斯特第一准则及其准确把握前提：信道中所传数字基带信号的传码率为B R ，在此前提条件下，奈奎斯特第一准则表述为()(2)(2),2()()(2),22eq B iB B NB ieq B iBBN B iH H i R H i R R R f H f H f iR R R H f i f f R ωωπωπωπωωπ⎫=+⎪⎪=+⨯⨯=≤=⎪⎪⎪=⎬⎪=+⎪⎪⎪=+⨯⨯=≤=⎪⎭∑∑∑∑常数（传码率为时的等效奈奎斯特带宽）或常数（传码率为时的等效奈奎斯特带宽）其中N f 为无码间串扰传输传码率为B R 的基带信号时所需的最小信道带宽即奈奎斯特带宽。

注意：若不从基带信号传码率求其所需信道的最小带宽即奈奎斯特带宽时，N f 即指理想信道本身带宽或非理想信道的等效带宽。

3、解题技巧⑴判断无码间串扰条件，假定待传数字基带信号传码率为B R i 利用奈奎斯特第一准则移位判断或利用下述方法：已知理想低通传输特性时，设其带宽为N f ，则可求出其满足无码间串扰时所能传输的最大传码率max 2B N R f =，结论如下：ii 当信道传输特性为非理想时，首先找到其斜边的中点，该中点横坐标对 应该信道的等效带宽eq N B f =，即把该非理想的传输特性等效成为一个带宽为N f 的理想传输特性，这时，判断其有无码间串扰同i 。

注意：①若题中给出的是角弧度ω，则有2N N f ωπ=。

②正问题反着问。

⑵如何选择合适的传输特性()1.22.4.ηηη⎧⎪⎪=⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎩23根据无码间串扰条件1判断能否满足码间串扰，在满足的条件下，转。

题中所给基带信号传输速率比较频带利用率，选高的。

信道实际带宽矩形：1衰减三角形/梯形：3.在相同的条件下，选信道冲激响应拖尾衰减快的1衰减升余弦：1衰减比较易实现程度：由3选尾巴衰减快的，越快越容易实现。

例1：为了传送码元速率310B R Baud =的数字基带信号，试问系统采用如图所示的那一种传输特性较好？并简要说明理由。

分析：由题知310B R Baud =，故可按解题技巧（2）分步求解。

解：已知310BR =Baud从无码间串扰角度考虑：（1） 传输函数（a ）实际带宽3321010B Hz ππ=⨯=，等效带宽3102500eq N B f Hzππ===，最大传码率3max 210B N R f ==（波特）, max 1B B R R =，可满足无码干。

3310101B R B η===Baud/Hz（2） 传输函数（b ） 实际带宽33410210B Hz ππ=⨯=⨯，等效带宽33210210eq N B f Hz ππ==⨯=，最大传码率3max 2210B N R f ==⨯（波特）, max 12B B R R =，可满足无码干。

33102100.5B R B η==⨯=Baud/Hz（3） 传输函数（c ） 实际带宽33210210N B f Hz ππ==⨯=，最大传码率3max 2210B N R f ==⨯（波特）, max 12B B R R =，可满足无码干。

3310101B R B η===Baud/Hz故（a ）、（b ）、(c)都满足无码间干扰条件。

从频带利用率方面比较：（a ），(c)大于（b ）,所以选择（a ），(c)。

从()ht 收敛速度方面比较：（c ）为理想低通，响应()h t 是()Sa x 型，尾部以1t 衰减，较慢。

(a)为三角特性，响应()h t 是()2Sa x 型，尾部以21t衰减，较快。

从易实现角度方面考虑：（c ）难以实现。

(a)较易实现。

所以选传输函数(a)较好。

例2：设基带传输系统的发送滤波器、信道及接收滤波器的总特性为()Hω,若要求以2s 波特的速率进行数据传输，试分析图示各种()H ω是否能消除码间干扰？分析：由题知2B sR T =，故可按解题技巧（1）求解，有两种方法。

解 (1)传输函数（a ）(2) 传输函数（b ） (3) 传输函数（c ）max max12,2,1,BN B N s S B R f R f T T R ====等效带宽无码间干扰(4) 传输函数（d ）所以只有传输函数（c ）可满足无码间干扰。

例3：设某数字基带传输系统的传输特性H(w)如下图所示，其中a 为常数且0<a<1。

求（1） 在无码间干扰条件下，该系统的最大码元传输速率为多少？此时的频带利用率为多少？（2） 与理想低通比较，由于码元定时误差的影响引起的码间串扰是增大还是减小？分析：题中没告诉传码率。

但给出了奇对称点，故可按奇对称点的特点求解。

解：（1）图示系统的的奇对称点横坐标为w 0，故此系统等效的理想低通带宽为02eq N B f ωπ==，则无码间干扰的最大码元速率为00max222B eq R B ωωππ==⨯= Baud 。

此时系统的实际带宽为()()0112N B f ωααπ=+=+，所以系统的频带利用率为：（2）由于定时误差引起的码间串扰和系统()h t 的收尾快慢有关，收尾越快，则由于定时误差引起的码间串扰就越小。

理想低通冲激响应()h t 尾部以1t 衰减，较慢。

图中所示系统响应()ht 尾部以21t衰减，较快。

因此与理想低通相比较，所给系统由于码元定时误差引起的码间串扰要小些。

例4：已知基带传输系统总特性为：（1） 传输速率为014τ时，在抽样点有无码间串扰？为什么？（2） 系统的频带利用率为多大？ （3） 与带宽为14τ的理想低通特性比较，由于码元定时误差所引起的码间串扰是增大还是减小？为什么？解：分析：该题属于无码间干扰的判断，关键是要找到所给基带传输特性所能满足无码间干扰的最大传码率。

故信道的实际带宽为00122B ππττ==，其滚降系数1α=，其等效带宽为002124eq N B f πτπτ===，所以其能满足无码间干扰的最大传码率为max122B N R f τ==。

（1）0max 0141122BB R R ττ==，满足无码间串扰的条件，故在抽样点无码间串扰。

（2）()00141baud /122B R Hz B τητ=== （3）与带宽为014τ的理想低通特性比较，码元定时误差所引起的码间串扰减小，因为系统响应()h t 尾部以31t衰减，比理想低通特性系统响应拖尾衰减快。

4、眼图5、部分响应系统 定义：人为地在码元的抽样时刻引入码间串扰，并在接收端判决前加以消除，从而可以达到改善频谱特性、使频带利用率提高到理论最大值2baud/Hz 、并加速传输波形尾巴的衰减和降低对定时精度要求的目的。

通常把这种波形叫部分响应波形。

若用g (t )作为传送波形，且传送码元间隔为Ts ，则在抽样时刻:发送码元与其前后码元相互干扰，而与其它码元不发生干扰。

设输入的二进制码元序列为{k a }，k a 在抽样点上的取值为+1和-1，则当发送码元k a 时，接收波形g (t )在抽样时刻的取值为:为避免由于1k a -错误引起的无码传播，作“预编码－相关编码－模2判决” 处理：预编码： 1k k k b a b -=⊕相关编码：1k k k c b b -=+模2判决：[][]11mod2mod2k k k k k k c b b b b a --=+=⊕=原理框图如（a ）所示，实际组成框图如（b ）所示。

一般形式的部分响应系统m R (m =1,2…，N)为N 个冲激响应波形的加权系数，其取值可为正、负整数（包括取0值）。

例题5：设部分响应系统输入信号为四进制（0，1，2，3），相关编码采用第IV 类部分相应。

当输入序列{}k a 为21303001032021，（1）试求相对应的预编码序列{}k b 、相关编码序列{}k c 和接收端恢复序列{}'ka（2）求相关电平数；若输入信号改为二进制，相关电平数又为何值？ （3）试画出包括与编码在内的第IV 类部分相应系统的方框图。

解： 分析由：[]12()()(1)a a s N a s s s s g t R S t R S t T R S t N T T T T πππ⎧⎛⎫⎡⎤⎫⎪=+-++--⎨⎬ ⎪⎢⎥⎪⎝⎭⎣⎦⎭⎩L第IV 类部分相应加权系数分别为1231,0,1R R R ===-，其余系数0i R =，因此利用：()[]121(1)121(1)'mod ...(mod )...k k k N k N k k k N k N k k L a R b R b R b L C R b R b R b a C ------⎧=+++⎪⎪=+++⎨⎪=⎪⎩算加得：[][][]222'mod 4mod 4mod 4k k k k k k k k k k k a b b b a b C b b a C ---⎧=-⇒=+⎪=-⎨⎪=⎩（1）（2）第I ，IV 类部分响应信号的相关电平数为21L -，四进制时4L =，相关电平数为7；二进制时2L=，相关电平数为3。