2017通信原理第6章第12讲

i＝ － 1
(c)
－
3 Ts
－
2 Ts
－
Ts
－
Ts
O
Ts
(e)
i＝ ＋ 1
(d) 2 3 Ts Ts Ts
图、H（W）特性的验证
具有幅度滚降特性的滤波器可以用一个理想低通滤波器与 一个传输函数以截止频率奇对称的滤波器相叠加得到.
Heq ()
Y() ＋
H() W2
＝
O
W1 f
O
W1W1＋W2 f
为防止PST码的直流漂移，当在一个码组中仅 发送单个脉冲时，两个模式交替变换
PST码优点：提供足够的定时分量，且无直流分量。
缺点：收端译码需要提供“分组”信息
(4) 数字双相码：又称曼彻斯特（Manchester） 码。它是对每个二进制代码分别利用两个不同相 位的二进制新码去取代的码。
(5)密勒码（Miller） ：又称延迟调制码，它是 双相码的一种变形。
6．3 数字基带信号的常用码型
6．2．1 数字基带信号的码型设计原则 数字基带信号是指消息代码的电信号波形，它是 用不同的电平或脉冲来表示相应的消息代码。
对于传输用的基带信号主要有两方面的要求： (1) 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。
(2) 对于所选码型的电波形要求，电波形应适 合基带系统的传输。
/TS
Ts
由傅里叶级数可知，若F(ω)是周期为wo=2π/Ts的 频率函数， 则可用指数型傅里叶级数表示：
j 2kw
F(w)
fke wo
f e jkwTS k
k
k
1
fk wo
wo / 2
j 2kw
F (w)e wo dw
Ts
wo / 2
2
/TS F (w)e jwkTS dw
/TS
的单位冲击序列d (t)
：d (t)
an (t
nTs )
n
发送滤波器的输出信号为：
s(t) d (t) gT (t) an gT (t nTs ) n
gT
(t)
1
2
GT
(w)e
jwt
dw
若再设信道的传输特性为C(w，) 接收滤波器的 传输特性为 G：R (w)
基带传输系统的总传输特性为：
H (w) GT (w)C(w)GR (w)
其单位冲激响应为：
h(t)
1
2
H (w)e jwt dw
接收滤波器输出信号：
r(t) d (t) h(t) nR (t) anh(t nTs ) nR (t) n
抽样判决器对接收滤波器输出信号进行判决，以确定 所传输的数字信息序列
y(kTs t0 ) ak h(t0 ) anh[(k n)Ts t0 ] nR (kTs t0 ) nk
HDB3译码过程较简单。即找到与前方同极性的传 号，将它与前三比特一起全变成四个0比特
其编码规则如下： (1)当信码的连0个数不超过3时，仍按AMI码的规则
编，即传号交替反转。
(2)当连0个数超过3时，则将第4个0改为非0脉冲， 记为+V或-V，称之为破坏脉冲。相邻V码的极性必 须交替出现，以确保编好的码中无直流
为了使误码率尽可能的小，必须最大限度的减 少码间串扰和加性随机噪声的影响。这正是研究基 带脉冲传输的基本出发点。
6．5 无码间干பைடு நூலகம்的基带传输特性
为了消除码间干扰，有两种途径：
一是传输系统具有均匀无穷宽的频带，这样传输信 号将不产生任何拖尾失真，但，实际是不可能的。 二是只保证接收信号在取样时刻，无码间干扰，而 对非取样点的取值不作要求。
1 －1
2W1
2W1
f －1
4W1
1 2W1
0
1
t
4W1
(b)
(a) 传输特性; （b） 冲激响应
当 0 就是理想低
通
1
,就是实际常采用的升余弦频谱特性.
H (w)
Ts 2
1
cos
wTs 2
0
w 2
Ts
w 2
Ts
h(t) sin t / Ts cost / Ts t / Ts 1 4t 2 / Ts2
h(kTs
)
1
2
i
(2i1) /TS H (w)e jwkTs dw
(2i1) /TS
作变量代换：w'令 w
2i Ts
则有：
h(kTs )
1
2
i
/TS H (w' 2i )e jw'kTS e j 2ik dw'
/ TS
Ts
1
2 i
/TS H (w' 2i )e jwkTS dw'
结论：升余弦滚降系统的冲激响应满足抽样值上无串扰 的传输条件,且 各抽样值之间又增加了一个零点,其尾部 衰减较快(与 成t反2 比),因此有利于减少码间干扰和定时 误差.但,频带宽度是理想的2倍.频带利用率为1波特/赫
H( )
＝ 0
Ts
＝ 1 0.7 5
0.5
O W1 (a)
h(t)
＝ 0.5
1
6．5．1 奈奎斯特第一准则
无码间干扰基带总冲激响应应满足下式：
1 h(kTs ) 0
k 0 k为其他整数
无码间干扰基带总冲激响应应满足下式：
1 h(kTs ) 0
k 0 k为其他整数
下面我们来推导符合以上条件的H(ω):
h(t) 1 H (w)e jwt dw
2
h(kTs
)
1
2
H (w)e jwkTs dw
编码规则如下：1码用码元间隔中心点出现跃变来表 示，即用：10或01来表示，且相邻码元不跃变。0码 有两种情况：单个0时在码元间隔内不出现电平跃变， 且相邻码元不跃变，连0时，在两个0码的边界出现电 平跃变，即：00与11交替。
(6)CMI码：是传号反转码的简称，与数字双相码 类似，它也是一种双极性二电平码。编码规则是： 1码交替用11和00两码表示；0码固定地用01表示.
(3)为了便于识别，V码的极性应与其前一个非0脉冲 的极性相同，否则将四连0的第一个0更改为与该破 坏脉冲相同极性的脉冲，并记为+B或-B；
(4)破坏脉冲之后的传号极性也要交替。注意：+-V 和+-B与+-1脉冲波形一样，为了表示是将0变换成 了1码。
(3) PST码：全称是成对选择三进码。编码过程：将二 进制代码分成2 个码元为一组的码组序列，再把每组 编码成两个三进制数字（+,-,0）
(1) AMI码：AMI码是传号交替反转码。其编码规则 是将二进制消息代码1（传号）交替地变换为传输码 的+1或-1，而0（空号）保持不变。 AMI码是 1B/1T码型
优点：无直流分量。编译码电路简单便于观察误码等。 缺点：当出现长串0，会造成提取定时信号的困难。
(2) HDB3码的全称是3阶高密度双极性码它是AMI码 的改进型，目的是保持AMI码的优点而克服其缺点，使 连0个数不超过3个。
第一项 akh(t0) ：是第K个码元的抽样值，它是确定 a k的依据。
第二项 anh[(k n)Ts t0 ] ：是除第K个码元以外的其
他码元波n形k 在第K个抽样时刻上的总合。这个值称之 为码间干扰
第三项 nR (kTs t0) ：是输出噪声在抽样瞬间的值，它 是随机干扰，也要影响对第K个码元的判决
(w)
Ts 2
1
sin
Ts 2
Ts
w
(1 )
0
w Ts
(1 ) w (1 )
Ts
Ts
h(t) sin t / Ts cost / Ts t / Ts 1 4 2t 2 / Ts2
H( )
＝ 0
Ts
＝ 1 0.7 5
0.5
O W1
(a)
图
h(t) ＝ 0.5 1
0.7 5
H
(w
2 Ts
)
H (w)
H (w
2i ) Ts
Ts
w Ts
H()
Ts
理想低通特性按
按奇对称条件进行
(a)
－ 3 － 2 － O 2 3
Ts Ts Ts
Ts Ts Ts
“圆滑” ,H(W)仍 能满足奈奎斯特第
i＝ 0
(b)
－
Ts
O
Ts
一准则,上述的”圆
滑”,通常称为滤波
Heq() Ts
器的幅度滚降特性.
数字基带信号的传输码型设计原则 :
(1)相应的基带信号无直流分量，且低频分量少； (2) 便于从信号中提取定时信息. (3) 节省传输频带，尽可能提高传输效率 (4) 不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息
源变化。 (5)具有内在的检错能力，传输码型具有一定规律
性，以便利 用这一规律性进行宏观监控。 (6)编译码设备要尽可能简单，等等。
比较得：T1s
i
H
w
2i
Ts
k
h(kTs )e jwkTs
1 H (w 2i ) 1
Ts i
Ts
w
Ts
这是无码间干扰时，基带传输特性应满足的频域条件：
该条件称为奈奎斯特第一准则。
如何设计和选择满足奈奎斯特第一准则的系统特 性H(W)?
理想低通型
H
(w)
Ts
0
w Ts
w Ts
1/2Ts称为奈奎斯特带宽，记为BN
冲激响应 :
sin t
h(t)
Ts
Sa(t / Ts )
t
Ts
系统无码间干扰的最高 传输速率RN为2BN波 特，称为奈奎斯特速率
理想低通系统能提供的最高频带利用率为ŋ=2波特/赫。
理想低通系统的缺点：系统物理无法实现，波形 尾巴振荡幅度较大，定时要求高
6.5.2 幅度滚降特性
i
H
(w
2i ) Ts
图、接收基带波形的识别
抽样判决有进一步排除噪声干扰和提取有用信号的作用.
基带传输过程可以用下面的分析模型描述 ：
发送
滤波器
{an}
GT( )
传输 信道
C( )
接收
滤波器
＋
GR( )
抽样 {an′} 判决器
n(t)
an 为发送滤波器的输入符号序列，假设 an
对应的基带信号是间隔为 Ts ，强度由 an 决定
O
W1 W1＋W2
f
图、 滚降特性构成
将理想低通特性按奇对称条件进行”圆滑”,通常称为“滚
定义滚降系数为: W2
W1
0 1
W2 为滚降部分的频率 W1 为无滚降时的截止频率
系统带宽： Bl W1 W2 BN BN (1 )BN
具有滚降系数的余弦滚降特性
Ts
(1 ) 0 w
Ts
H
缺点：传输速率提高，带宽增加。
(8) 4B/3T码型 :将输入二进制码分成若干一组， 然后用较少位数的三元码来表示，以降低编码 后的码速率，从而提高频带利用率
6.4 基带脉冲传输与码间干扰
基带脉冲波形序列送入信道受到两方面影响 ： 一是受到信道特性不理想的影响,使信号产生畸变.
二是基带信号被信道中的加性噪声所叠加，造成 信号的随机畸变.
(7) nBmB码 ：是把原信息码流的n位二进制码 作为一组，编成m位二进制新码组。
由于 m ，n 新码组可能有 种2m组合，故多出 （ 2m 2）n 种组合。 从中选择一部分有利码组作为 可用码组，其余为禁用码组，以获得好的特性。
优点：可提供定时信息和检错信息。1B2B、 2B3B和5B6B 用于光纤数字传输系统。
0.7 5
1
－
1 2W1
2W1
f
－
1 4W1
1
2W1
0
1
t
4W1
(b)
作业：6-7；6-11；6-12