数字基带调制与传输
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 码型中应包含定时信息，不能有长的连0 串或连1串。
• 码型变换设备简单而可靠。 • 码型应具有一定的检错能力 • 码型变换应与信源的统计特性无关
单极性 波形
+E 01
010011
双极性 波形
+E
0
1 0 1 0 0 11
-E
单极性归 +E
零波形
0
1 0 1 0 0 11
双极性归 +E
零波形
0
-E
lim
T
E
|
uT ( )2
T
|
E | uT ( )2 |
(2N 1) p(1 p) G1() G2 () 2
T=(2N+1)TS
Home
Pu
( )
lim
T
1 T
E[uT
2
(
)]
1 TS
p(1 p) | G1 ( f ) G2 ( f ) |2
fS p(1 p) | G1( f ) G2 ( f ) |2
Home
1.截短函数表示
P() lim E[ GT () 2 ]
T
T
Home
Home
•sT(t)的稳态波（均值）为：
N
aT (t) pg1(t nTs) (1 p)g2 (t nTS )
nN
•ST(t)的交变部分为：wenku.baidu.com
N
uT (t) gT (t) aT (t) un (t)
un(t)=
a(t TS )
a(t)
c e j 2nfSt n
差分码的特点
差分码用相邻码元之间是否发生电平跳变 分别表示数字信息1和0。
他的信码1和0与电平之间不存在绝对对应 关系，而是相对于前一码元的电平变化， 因而又称为相对码。
3.1.3非归零单极性码的功率谱
数字基带信号是随机的脉冲序列，不能用 确定的时间函数来表示，也没有确定的 频谱函数，只能用功率谱来描述它的频 域特性。
g2(t-2Ts)
g1(t)
0
TS
g2(t)
t
-TS/2 0 TS/2 t
-TS/2 0 TS/2 t
基带信号波形示意图
二、基带信号功率谱密度计算
1、常用功率谱密度的计算方法
（1）先求自相关函数，再根据自相关函
数求功率谱 （2）根据表达式直接求功率谱
2、计算功率密度的步骤
（1）截短函数表示法 （2）交变部分和稳态部分的功率谱 （3）功率谱密度的计算
数字信息的电脉冲表示过程也叫码型变换,长距离 有线传输数字信号时，会造成低频分量和高频分量 的衰减，为使基带信号在信道中传输时获得良好的 传输性能，一般需要对原始基带信号进行适当的码 型变换，使其适应信道传输特性的要求。
传输码的码型选择
• 码型中低频和高频分量应尽量少，尤其 频谱中不能含有直流分量。
3．双极性不归零编码（NRZ）
双极性不归零编码用+E和−E电平分别表 示数字信息1和0，整个码元期间电平保 持不变。
0和1等概出现时无直流成分，但是，不利 于提取同步定时信号。
4．双极性归零编码（RZ）
双极性归零编码用+E或－E电平分别表 示数字信息“1”和“0”，且相应脉冲 宽度都比每位数据所需传输周期要短， 即脉冲持续时间小于码元周期，每个码 元结束之前，都提前回到零电位。
Esc
一、数字基带信号的数学表示
g (t ) g n (t ) n
gn (t) gg21((ttnnTTss))
p 1- p
其中：TS为码元宽度
g1(t)和g2 (t)分别是随机序列中1码和0码的 基本波形，g1(t)和g2 (t)出现的概率分别为 p和1- p
数字基带信号的波形
g1(t+Ts) g(t)
p 1- p
an g1(t nTS ) g2 (t nTS )
1 p
an
p
p 1- p
N
uT (t) ang1(t nTs ) g2 (t nTs ) nN
交变波的功率谱密度Pu()
N
uT (t) ang1(t nTs ) g2 (t nTs )
nN
Pu()=
1 0 1 0 0 11
3.1.1二元码
1．单极性不归零编码（NRZ）
单极性不归零编码是最简单、最基本的编码，它使用 正电压和零电位（ +E 和0 ）[或负电压和零电位]表示 数字信息“1”和 “0” 。 当出现连0或连1时，不利于接收端提取定时信息。 含有直流分量 波形的振幅和宽度容易受信道衰减等多种因素的影响， 不利于接收端判决电路的工作。 传输时需要信道的一端接地。
G1( f ) g1(t)e j2ftdt G2 ( f ) g2 (t)e j2ftdt
稳态波的功率谱密度Pa（）
N
aT (t) pg1(t nTs) (1 p)g2 (t nTS )
nN
a(t )
lim
T
aT
(t )
[Pg1(t nTS ) (1 P)g2 (t nTS )] n
主要内容
● 数字基带信号的码型及其功率谱 ● 脉冲编码调制PCM及其系统噪声 ● 差分脉冲编码调制DPCM ● 增量调制DM ● 数字基带传输系统及其误码率 ● 信道均衡及部分响应系统
§3.1 数字基带信号的码型及其功率谱
数字基带信号
数字基带信号，就是数字消息代码的电脉冲表示（ 电波形）。同一组数字信息，根据不同的选择,可 以得出不同的对应基带信号，其频谱结构也将因 此而不同。
2．单极性归零编码（RZ）
单极性归零编码对于数据“1”，对应一个+ 脉冲或−脉冲，脉冲宽度比每位传输周期要短，
每个正电位或负电位持续时间 小于码元周期
T,即每个脉冲都要提前回到零电位；对于数据
“0”则不对应脉冲，仍按0电平传输。
成为占空比，一般使用半占空码，即 50%
T
T
可以直接提取位定时信号。
以上四种传输码型的特点
– 具有丰富的低频分量和直流分量。不能用于 采用交流耦合的信道传输。
– 如果出现长“1”或“0”序列，没有电平跳 变，不利于接收端定时信号的提取。
– 不具有检测错误的能力，相邻码之间不存在 相关制约的关系。
3.1.2差分码
传号
+E
差分
0
波形
-E
空号
+E
差分
0
波形
-E
1 0 100 11 1 0 100 11
n N
gg21((tt
nTs ) nTs )
pg1(t pg1(t
nTs ) nTs )
(1 (1
p)g2 ( t p)g2 ( t
nTs ) nTs )
p 1- p
un(t)
(1 (
p)g1(t p)g1(t
nTs) nTs)
g2 g2 (t
(t
nTs) nTs)
Home
• 码型变换设备简单而可靠。 • 码型应具有一定的检错能力 • 码型变换应与信源的统计特性无关
单极性 波形
+E 01
010011
双极性 波形
+E
0
1 0 1 0 0 11
-E
单极性归 +E
零波形
0
1 0 1 0 0 11
双极性归 +E
零波形
0
-E
lim
T
E
|
uT ( )2
T
|
E | uT ( )2 |
(2N 1) p(1 p) G1() G2 () 2
T=(2N+1)TS
Home
Pu
( )
lim
T
1 T
E[uT
2
(
)]
1 TS
p(1 p) | G1 ( f ) G2 ( f ) |2
fS p(1 p) | G1( f ) G2 ( f ) |2
Home
1.截短函数表示
P() lim E[ GT () 2 ]
T
T
Home
Home
•sT(t)的稳态波（均值）为：
N
aT (t) pg1(t nTs) (1 p)g2 (t nTS )
nN
•ST(t)的交变部分为：wenku.baidu.com
N
uT (t) gT (t) aT (t) un (t)
un(t)=
a(t TS )
a(t)
c e j 2nfSt n
差分码的特点
差分码用相邻码元之间是否发生电平跳变 分别表示数字信息1和0。
他的信码1和0与电平之间不存在绝对对应 关系，而是相对于前一码元的电平变化， 因而又称为相对码。
3.1.3非归零单极性码的功率谱
数字基带信号是随机的脉冲序列，不能用 确定的时间函数来表示，也没有确定的 频谱函数，只能用功率谱来描述它的频 域特性。
g2(t-2Ts)
g1(t)
0
TS
g2(t)
t
-TS/2 0 TS/2 t
-TS/2 0 TS/2 t
基带信号波形示意图
二、基带信号功率谱密度计算
1、常用功率谱密度的计算方法
（1）先求自相关函数，再根据自相关函
数求功率谱 （2）根据表达式直接求功率谱
2、计算功率密度的步骤
（1）截短函数表示法 （2）交变部分和稳态部分的功率谱 （3）功率谱密度的计算
数字信息的电脉冲表示过程也叫码型变换,长距离 有线传输数字信号时，会造成低频分量和高频分量 的衰减，为使基带信号在信道中传输时获得良好的 传输性能，一般需要对原始基带信号进行适当的码 型变换，使其适应信道传输特性的要求。
传输码的码型选择
• 码型中低频和高频分量应尽量少，尤其 频谱中不能含有直流分量。
3．双极性不归零编码（NRZ）
双极性不归零编码用+E和−E电平分别表 示数字信息1和0，整个码元期间电平保 持不变。
0和1等概出现时无直流成分，但是，不利 于提取同步定时信号。
4．双极性归零编码（RZ）
双极性归零编码用+E或－E电平分别表 示数字信息“1”和“0”，且相应脉冲 宽度都比每位数据所需传输周期要短， 即脉冲持续时间小于码元周期，每个码 元结束之前，都提前回到零电位。
Esc
一、数字基带信号的数学表示
g (t ) g n (t ) n
gn (t) gg21((ttnnTTss))
p 1- p
其中：TS为码元宽度
g1(t)和g2 (t)分别是随机序列中1码和0码的 基本波形，g1(t)和g2 (t)出现的概率分别为 p和1- p
数字基带信号的波形
g1(t+Ts) g(t)
p 1- p
an g1(t nTS ) g2 (t nTS )
1 p
an
p
p 1- p
N
uT (t) ang1(t nTs ) g2 (t nTs ) nN
交变波的功率谱密度Pu()
N
uT (t) ang1(t nTs ) g2 (t nTs )
nN
Pu()=
1 0 1 0 0 11
3.1.1二元码
1．单极性不归零编码（NRZ）
单极性不归零编码是最简单、最基本的编码，它使用 正电压和零电位（ +E 和0 ）[或负电压和零电位]表示 数字信息“1”和 “0” 。 当出现连0或连1时，不利于接收端提取定时信息。 含有直流分量 波形的振幅和宽度容易受信道衰减等多种因素的影响， 不利于接收端判决电路的工作。 传输时需要信道的一端接地。
G1( f ) g1(t)e j2ftdt G2 ( f ) g2 (t)e j2ftdt
稳态波的功率谱密度Pa（）
N
aT (t) pg1(t nTs) (1 p)g2 (t nTS )
nN
a(t )
lim
T
aT
(t )
[Pg1(t nTS ) (1 P)g2 (t nTS )] n
主要内容
● 数字基带信号的码型及其功率谱 ● 脉冲编码调制PCM及其系统噪声 ● 差分脉冲编码调制DPCM ● 增量调制DM ● 数字基带传输系统及其误码率 ● 信道均衡及部分响应系统
§3.1 数字基带信号的码型及其功率谱
数字基带信号
数字基带信号，就是数字消息代码的电脉冲表示（ 电波形）。同一组数字信息，根据不同的选择,可 以得出不同的对应基带信号，其频谱结构也将因 此而不同。
2．单极性归零编码（RZ）
单极性归零编码对于数据“1”，对应一个+ 脉冲或−脉冲，脉冲宽度比每位传输周期要短，
每个正电位或负电位持续时间 小于码元周期
T,即每个脉冲都要提前回到零电位；对于数据
“0”则不对应脉冲，仍按0电平传输。
成为占空比，一般使用半占空码，即 50%
T
T
可以直接提取位定时信号。
以上四种传输码型的特点
– 具有丰富的低频分量和直流分量。不能用于 采用交流耦合的信道传输。
– 如果出现长“1”或“0”序列，没有电平跳 变，不利于接收端定时信号的提取。
– 不具有检测错误的能力，相邻码之间不存在 相关制约的关系。
3.1.2差分码
传号
+E
差分
0
波形
-E
空号
+E
差分
0
波形
-E
1 0 100 11 1 0 100 11
n N
gg21((tt
nTs ) nTs )
pg1(t pg1(t
nTs ) nTs )
(1 (1
p)g2 ( t p)g2 ( t
nTs ) nTs )
p 1- p
un(t)
(1 (
p)g1(t p)g1(t
nTs) nTs)
g2 g2 (t
(t
nTs) nTs)
Home