第4课数字信号的基带传输解析
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2.2 码型设计原则
➢ （1）码型中应不含直流分量，低频分量尽量少。
当数字信号中的电平保持一段时间的恒定时，频谱会产 生很低的频率，这些接近于0的频率称为直流成分，会给 不允许通过低频率的系统或者使用电子耦合的系统（如 变压器）带来问题。如，电话线不能通过低于200Hz的 频率。还有长距离的链路可能使用一个或多个变压器来 隔离线路的不同部分，对于这些系统，我们要使用无直 流的方案。如果传输信号中存在接近0频率的分量，则在 传输中就会丢失，而在接收端会产生波形失真。
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2.1 基本码型
发送1时正电平在整个位期间Tb内只持续一段时间，在其余 时间则返回到零电平，发送0时负电平在整个位期间Tb内 只持续一段时间，在其余时间则返回到零电平。
0
0
t
1
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Tb
2Tb
Байду номын сангаас
3Tb
4Tb
优点：无直流、最佳判决电平确定(=0)
可以保持正确的码元同步
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2.2 码型设计原则
➢ 由于不同的码型具有不同的特性，因此在设计或 选择适合于给定信道传输特性的码型时，通常要 考虑以下的因素，或者说要遵循以下原则：
1
0
1
1
0t
➢ 频带信号（调制信号）是什么样子？
t
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1 数字基带信号
➢ 数字基带通信系统的应用
主要用于近距离有线通信。 大多数的局域网使用基带传输 ，比如常见的网络设 计标准100BaseT使用的就是基带信号。 从计算机到显示器、打印机等外设的信号都是基带 信号。
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2、基带信号的各种码型
➢ 基带信号的各种码型 码型：数字消息的电脉冲表示形式（用什么样 的信号表示1或者0） 码型变换：选择合适的码型表示数字序列 译码：将码型还原为原来的数字序列 常见的码型有单极性不归零码、双极性不归零 码、单极性归零码、双极性归零码、差分码、 双相码、CMI码、AMI码、HDB3码、4B5B码 等。
如果采用差分码,则在接收信号时只需检测信号电平是
否发生跳变,不必将其与判决电平进行比较,因而在有
噪声影响的情况下这种码型更为可靠
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2.1 基本码型
差分码（1表示“电平跳变”；0表示“不跳变”）
设初始 状态为 高电平
1
011
t
0
Tb
2Tb
3Tb
4Tb
差分码是以电平跳变来表示数据信息。以差分码传输数据时，在
➢ 有了准确的位同步，就可以用较低的误码率恢复已被接收 到了的可能畸变了的数字信号。
➢ 位同步的方法可分为外同步法和自同步法。
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关于位同步
➢ 外同步法是发送端单独将位定时信息送到接收端去，用它 作为接收端位定时标准。
➢ 自同步法是指发送端不专门向接受端传送位同步信号，接 收端所需要的位同步信号从接收端收到的数字信息流中提 取出来。比如信号中包含有提示接收方起始、中间或结束 位置的电平的跳变就可以完成自同步。
一个位传输的持续时间内信号电平不会出现跳变。
特点：在传输连续的码元1时，能同步，连续的0时不能同步
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2.1 基本码型
（4） 单极性归零码 用正极性的归零码表示1，用零电平表示0。发送1 时正电平在整个位期间Tb内只持续一段时间，在 其余时间则返回到零电平。
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2.1 基本码型
发送1时正电平在整个位期间Tb内只持续一段时间，在其余 时间则返回到零电平，发送0时是零电平。
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2.1 基本码型
（3） 差分码(NRZ-I)
在差分码中，1和0分别用电平的跳变或不变来表示。 这种码型的信息1和0不直接对应具体的电平幅度，而 是用电平的相对变化来表示，其优点是信息存在于电 平的变化之中，可有效地解决PSK同步解调时因收信 端本地载波相位倒置而引起信息“1”和“0”的倒换问 题，故得到广泛应用。由于差分码中电平只具有相对 意义，因此又称为相对码。
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2.1 基本码型
（2） 双极性不归零码(NRZ-L) 用正电平和负电平分别表示1和0，在整个位持续 期间电平保持不变。
t
1 011 0
Tb
2Tb
3Tb
4Tb
优点：一般认为1和0出现的概率相同，所以电平平均值为0，即无直
流分量；接收端恢复信号的判决电平也是零值。
缺点：连续的1或0码元难以实现同步。
缺点：有直流成份 连续的1或0码元难以实现同步。
关于直流
关于位同步
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关于位同步
➢ 在数字通信系统中，接收端将接收到的信号还原为原始的 信号，首先必须对它进行采样判决。数据序列是按一定的 速率一个码元一个码元地传送，接收端也应该按相同的速 率一个码元一个码元的接收下来，这就要求接收端必须提 供一个确定采样判决时刻的定时时钟信号。这个定时时钟 信号的重复频率必须与发送端的码元速率相同，同时在最 佳判决时刻（或称为最佳相位时刻）对接收码元进行抽样 判决。在接收端产生这样一个定时时钟信号就是位同步。
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Tb
2Tb
3Tb
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缺点：有直流、 连续的0难以实现同步
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2.1 基本码型
（5） 双极性归零码 用正极性的归零码和负极性的归零码分别表示1和 0。这种码兼有双极性和归零的特点。发送1时正 电平在整个位期间Tb内只持续一段时间，在其余 时间则返回到零电平，发送0时负电平在整个位期 间Tb内只持续一段时间，在其余时间则返回到零 电平。
2
1 数字基带信号
➢ 什么是数字基带信号？
频带分布在低频段（通常包含直流）且未经过调制的 数字信号通常被称为数字基带信号。在数字基带传输 系统中，发送端和接收端不需要安装调制、解调装置， 直接在信道上传送基带信号。
3
1 数字基带信号
➢ 基带信号是什么样子？
基带信号有很多种码型。最基本的是不归零码。
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2.1 基本码型
以下先介绍几种基本的码型。 ➢ （1）单极性不归零码（NRZ）
用正电平和零电平两种取值分别表示二进制码1和 0，在整个位持续期间电平保持不变，此种码通常 记作NRZ（不归零）码。这是一种最简单的码型。
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2.1 基本码型
单极性不归零码
1
01
1
0t
Tb
2Tb
3Tb
4Tb
优点：简单，易于实现
第4课 数字信号的基带传输
1
1 数字基带信号
➢ 来自数据终端的原始数据信号，如计算机输出的 二进制序列，或者是来自模拟信号经数字化处理 后的PCM码组等等都是数字信号。这些信号往往 包含丰富的低频分量，甚至直流分量，称之为数 字基带信号。在某些有线信道中，特别是传输距 离不太远的情况下，数字基带信号可以直接传输， 称之为数字基带传输。而大多数信道，如各种无 线信道，数字基带信号必须经过载波调制，把频 谱搬移到高频处才能在信道中传输，这种传输称 为数字频带（调制或载波）传输。
2.2 码型设计原则
➢ （1）码型中应不含直流分量，低频分量尽量少。
当数字信号中的电平保持一段时间的恒定时，频谱会产 生很低的频率，这些接近于0的频率称为直流成分，会给 不允许通过低频率的系统或者使用电子耦合的系统（如 变压器）带来问题。如，电话线不能通过低于200Hz的 频率。还有长距离的链路可能使用一个或多个变压器来 隔离线路的不同部分，对于这些系统，我们要使用无直 流的方案。如果传输信号中存在接近0频率的分量，则在 传输中就会丢失，而在接收端会产生波形失真。
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2.1 基本码型
发送1时正电平在整个位期间Tb内只持续一段时间，在其余 时间则返回到零电平，发送0时负电平在整个位期间Tb内 只持续一段时间，在其余时间则返回到零电平。
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Tb
2Tb
Байду номын сангаас
3Tb
4Tb
优点：无直流、最佳判决电平确定(=0)
可以保持正确的码元同步
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2.2 码型设计原则
➢ 由于不同的码型具有不同的特性，因此在设计或 选择适合于给定信道传输特性的码型时，通常要 考虑以下的因素，或者说要遵循以下原则：
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➢ 频带信号（调制信号）是什么样子？
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1 数字基带信号
➢ 数字基带通信系统的应用
主要用于近距离有线通信。 大多数的局域网使用基带传输 ，比如常见的网络设 计标准100BaseT使用的就是基带信号。 从计算机到显示器、打印机等外设的信号都是基带 信号。
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2、基带信号的各种码型
➢ 基带信号的各种码型 码型：数字消息的电脉冲表示形式（用什么样 的信号表示1或者0） 码型变换：选择合适的码型表示数字序列 译码：将码型还原为原来的数字序列 常见的码型有单极性不归零码、双极性不归零 码、单极性归零码、双极性归零码、差分码、 双相码、CMI码、AMI码、HDB3码、4B5B码 等。
如果采用差分码,则在接收信号时只需检测信号电平是
否发生跳变,不必将其与判决电平进行比较,因而在有
噪声影响的情况下这种码型更为可靠
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2.1 基本码型
差分码（1表示“电平跳变”；0表示“不跳变”）
设初始 状态为 高电平
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差分码是以电平跳变来表示数据信息。以差分码传输数据时，在
➢ 有了准确的位同步，就可以用较低的误码率恢复已被接收 到了的可能畸变了的数字信号。
➢ 位同步的方法可分为外同步法和自同步法。
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关于位同步
➢ 外同步法是发送端单独将位定时信息送到接收端去，用它 作为接收端位定时标准。
➢ 自同步法是指发送端不专门向接受端传送位同步信号，接 收端所需要的位同步信号从接收端收到的数字信息流中提 取出来。比如信号中包含有提示接收方起始、中间或结束 位置的电平的跳变就可以完成自同步。
一个位传输的持续时间内信号电平不会出现跳变。
特点：在传输连续的码元1时，能同步，连续的0时不能同步
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2.1 基本码型
（4） 单极性归零码 用正极性的归零码表示1，用零电平表示0。发送1 时正电平在整个位期间Tb内只持续一段时间，在 其余时间则返回到零电平。
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2.1 基本码型
发送1时正电平在整个位期间Tb内只持续一段时间，在其余 时间则返回到零电平，发送0时是零电平。
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2.1 基本码型
（3） 差分码(NRZ-I)
在差分码中，1和0分别用电平的跳变或不变来表示。 这种码型的信息1和0不直接对应具体的电平幅度，而 是用电平的相对变化来表示，其优点是信息存在于电 平的变化之中，可有效地解决PSK同步解调时因收信 端本地载波相位倒置而引起信息“1”和“0”的倒换问 题，故得到广泛应用。由于差分码中电平只具有相对 意义，因此又称为相对码。
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2.1 基本码型
（2） 双极性不归零码(NRZ-L) 用正电平和负电平分别表示1和0，在整个位持续 期间电平保持不变。
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1 011 0
Tb
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优点：一般认为1和0出现的概率相同，所以电平平均值为0，即无直
流分量；接收端恢复信号的判决电平也是零值。
缺点：连续的1或0码元难以实现同步。
缺点：有直流成份 连续的1或0码元难以实现同步。
关于直流
关于位同步
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关于位同步
➢ 在数字通信系统中，接收端将接收到的信号还原为原始的 信号，首先必须对它进行采样判决。数据序列是按一定的 速率一个码元一个码元地传送，接收端也应该按相同的速 率一个码元一个码元的接收下来，这就要求接收端必须提 供一个确定采样判决时刻的定时时钟信号。这个定时时钟 信号的重复频率必须与发送端的码元速率相同，同时在最 佳判决时刻（或称为最佳相位时刻）对接收码元进行抽样 判决。在接收端产生这样一个定时时钟信号就是位同步。
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缺点：有直流、 连续的0难以实现同步
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2.1 基本码型
（5） 双极性归零码 用正极性的归零码和负极性的归零码分别表示1和 0。这种码兼有双极性和归零的特点。发送1时正 电平在整个位期间Tb内只持续一段时间，在其余 时间则返回到零电平，发送0时负电平在整个位期 间Tb内只持续一段时间，在其余时间则返回到零 电平。
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1 数字基带信号
➢ 什么是数字基带信号？
频带分布在低频段（通常包含直流）且未经过调制的 数字信号通常被称为数字基带信号。在数字基带传输 系统中，发送端和接收端不需要安装调制、解调装置， 直接在信道上传送基带信号。
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1 数字基带信号
➢ 基带信号是什么样子？
基带信号有很多种码型。最基本的是不归零码。
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2.1 基本码型
以下先介绍几种基本的码型。 ➢ （1）单极性不归零码（NRZ）
用正电平和零电平两种取值分别表示二进制码1和 0，在整个位持续期间电平保持不变，此种码通常 记作NRZ（不归零）码。这是一种最简单的码型。
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2.1 基本码型
单极性不归零码
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01
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Tb
2Tb
3Tb
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优点：简单，易于实现
第4课 数字信号的基带传输
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1 数字基带信号
➢ 来自数据终端的原始数据信号，如计算机输出的 二进制序列，或者是来自模拟信号经数字化处理 后的PCM码组等等都是数字信号。这些信号往往 包含丰富的低频分量，甚至直流分量，称之为数 字基带信号。在某些有线信道中，特别是传输距 离不太远的情况下，数字基带信号可以直接传输， 称之为数字基带传输。而大多数信道，如各种无 线信道，数字基带信号必须经过载波调制，把频 谱搬移到高频处才能在信道中传输，这种传输称 为数字频带（调制或载波）传输。