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1、通信概论通信概论 内容简介 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 东北大学网 5.0 引言引言 5.1 数字基带信号数字基带信号 5.2 基带传输的常用码型基带传输的常用码型 5.3 数字基带信号传输与码间串扰数字基带信号传输与码间串扰 5.4 无码间串扰的基带传输特性无码间串扰的基带传输特性 5.5 基带传输系统的抗噪声性能基带传输系统的抗噪声性能 5.6 眼图眼图 第第5 5章章 数字基带传输系统数字基带传输系统 本章内容简介本章内容简介 通信概论通信概论 内容简介 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 东北大学网 概述概
2、述 数字基带信号数字基带信号 未经调制的数字信号，它所占据的未经调制的数字信号，它所占据的 频谱是从零频或很低频率开始的。频谱是从零频或很低频率开始的。 数字基带传输系统数字基带传输系统 不经载波调制而直接传输数字不经载波调制而直接传输数字 基带信号的系统，常用于传输距离不太远的情况下。基带信号的系统，常用于传输距离不太远的情况下。 数字带通传输系统数字带通传输系统 包括调制和解调过程的传输系包括调制和解调过程的传输系 统统 研究数字基带传输系统的原因：研究数字基带传输系统的原因： 近程数据通信系统中广泛采用近程数据通信系统中广泛采用 基带传输方式也有迅速发展的趋势基带传输方式也有迅速发展的趋
3、势 基带传输中包含带通传输的许多基本问题基带传输中包含带通传输的许多基本问题 任何一个采用线性调制的带通传输系统，可以等效为一个基任何一个采用线性调制的带通传输系统，可以等效为一个基 带传输系统来研究。带传输系统来研究。 5.0 引言引言 第第5 5章章 数字基带传输系统数字基带传输系统 通信概论通信概论 内容简介 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 东北大学网 5.0 引言引言 基带信号 形成器 信道 接收 滤波器 抽样 判决器 基带脉 冲输入 基带脉 冲输出 干扰 图图5-1 基带传输系统基本结构基带传输系统基本结构 噪声n（t） 接收器 发送器 调 制
4、 器 发 送 带 通 接 收 带 通 接 收 低 通 抽 样 判 决 解 调 器 信道 图图5-2 频带传输系统基本结构频带传输系统基本结构 基带脉 冲输入 基带脉 冲输出 第第5 5章章 数字基带传输系统数字基带传输系统 通信概论通信概论 内容简介 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 东北大学网 新概念新概念 码型：数字信息的电脉冲存在形式。 码型编码：数字信息的电脉冲表示过程。 码型译码：由码型还原为原来数字信息的过程。 线路传输码型：在有线信道中传输的数字基带信号。 传输数字基带信号可能遇到的问题：传输数字基带信号可能遇到的问题： 信号包含直流分量或低
5、频分量，对于一些具有电容耦合电路的 设备或传输频带低端受限的信道，信号可能传不过去。 自然编码后可能出现连“0”或连“1”，对应的数字信号的电平会 长时间维持不变，难以确定各个码元的位置(定时信息)。 对接收端而言，难以判断接收到的数字信号中是否包含有错码。 第第5 5章章 数字基带传输系统数字基带传输系统 5.1 数字基带信号数字基带信号 5.1.1 码型及码型变换码型及码型变换 通信概论通信概论 内容简介 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 东北大学网 编码原则编码原则 码型中应不含直流分量，低频分量尽量少。 码型中高频分量尽量少。 码型中应包含定时信息
6、。 码型具有一定的检错能力。 编码方案应能适用于信源变化。 低误码增殖。 高编码效率。 编译码设备应尽量简单。 第第5 5章章 数字基带传输系统数字基带传输系统 5.1 数字基带信号数字基带信号 5.1.1 码型及码型变换码型及码型变换 通信概论通信概论 内容简介 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 东北大学网 第第5 5章章 数字基带传输系统数字基带传输系统 5.1 数字基带信号数字基带信号 5.1.2 数字基带信号数字基带信号 表示数字表示数字(0、1、2、）的）的基本基本 频带频带信号。信号。 低频成分丰富；低频成分丰富； 最高频率比最低频率高得多。最
7、高频率比最低频率高得多。 二进制数据序列 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 （a）单极性非归零码 （b）单极性归零码 （c）双双极性非归零码 （d）双双极性归零码 （e）单极性三角形码 Ts Ts E E E E E -E -E -E -3E 3E -E E （f）双极性四电平码 t t t t t t 图图5-3 几种数字基带电信号波形几种数字基带电信号波形 通信概论通信概论 内容简介 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 东北大学网 第第5 5章章 数字基带传输系统数字基带传输系统 5.1 数字基带信号数字基带信号 5.1.2 数字基
8、带信号数字基带信号 通信概论通信概论 内容简介 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 东北大学网 5.1 数字基带信号数字基带信号 5.1.2 数字基带信号数字基带信号 二进制数字基带信号的一般表示二进制数字基带信号的一般表示 )()( T ntg a ts s n n 其中，其中，an表示第表示第n个码元所对应的电平值（个码元所对应的电平值（0、1或或-1、+1等）；等）； g（t）表示脉冲的波形；）表示脉冲的波形；Ts为码元持续时间。为码元持续时间。 0,)( 1,)( )( 0 1 ”时出现符号“ ”时出现符号“ T nt g T nt g T ntg
9、s s s 第第5 5章章 数字基带传输系统数字基带传输系统 通信概论通信概论 内容简介 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 东北大学网 5.2 基带传输的常用码型（线路传输码）基带传输的常用码型（线路传输码） 线路传输码应具有的主要特性：线路传输码应具有的主要特性： 能够从其相应的基带信号中提取出定时信息；能够从其相应的基带信号中提取出定时信息； 相应的基带信号中应该不含直流分量，低频成分尽相应的基带信号中应该不含直流分量，低频成分尽 量少；量少； 不受信源发送符号统计特性的影响，即能够适应信不受信源发送符号统计特性的影响，即能够适应信 源的变化；源的变化
10、； 具有内在的检错能力；具有内在的检错能力； 编码方法应该尽量简单，并考虑尽量提高传输码型编码方法应该尽量简单，并考虑尽量提高传输码型 的传输效率。的传输效率。 常用线路传输码：常用线路传输码：AMI、HDB3、Manchester等。等。 信号序列的功率谱密度中存信号序列的功率谱密度中存 在与码速在与码速 fs 对应的离散谱。对应的离散谱。 防止线路设备中隔直防止线路设备中隔直 电容对信号的影响。电容对信号的影响。 抑制信源符号中的长连抑制信源符号中的长连“0 0” 对信号定时提取的影响。对信号定时提取的影响。 第第5 5章章 数字基带传输系统数字基带传输系统 通信概论通信概论 内容简介 第
11、一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 东北大学网 5.2 基带传输的常用码型（线路传输码）基带传输的常用码型（线路传输码） 单极性与双极性单极性与双极性非归零码非归零码（NRZNRZ码）码） 0 1 0 1 1 0 1 Ps (f) 含直流分量 Ts 不含fs分量 （Ts = 1 fs是码元间隔） t 0 fs 2fs f (a) 单极性NRZ码波形与功率谱密度Ps(f)图形 0 1 0 1 1 0 1 不含直流分量 Ps(f) Ts 不含f s分量 0 fs 2fs f t (b) 双极性NRZ码波形与功率谱密度Ps(f)图形 图图5 5- -7 7 不归零（
12、不归零（NRZNRZ）矩形脉冲码的波形与功率谱密度）矩形脉冲码的波形与功率谱密度 直流和过大低频成分、不直流和过大低频成分、不 含时钟，不适合作为线路含时钟，不适合作为线路 传输码！传输码！ 第第5 5章章 数字基带传输系统数字基带传输系统 通信概论通信概论 内容简介 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 东北大学网 5.2 基带传输的常用码型（线路传输码）基带传输的常用码型（线路传输码） 单极性与双极性单极性与双极性归零码归零码（RZRZ码）码） 图图5 5- -8 8 归零（归零（RZRZ）矩形脉冲码的波形与功率谱密度）矩形脉冲码的波形与功率谱密度 0 1
13、 0 1 1 0 1 Ps (f) 含有直流分量 Ts 含f s分量（离散谱） t 0 f s 2f s f (a) 单极性RZ码波形与功率谱密度Ps(f)图形 0 1 0 1 1 0 1 Ps (f) 不含有直流分量 Ts 含fs分量（离散谱） 0 f s 2f s f t (b) 双极性RZ码波形与功率谱密度Ps(f)图形 直流和过大的低频成分，直流和过大的低频成分， 不适合作为线路传输码！不适合作为线路传输码！ 第第5 5章章 数字基带传输系统数字基带传输系统 通信概论通信概论 内容简介 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 东北大学网 5.2 基带传输
14、的常用码型（线路传输码）基带传输的常用码型（线路传输码） 传输中使用的线路传输中使用的线路 编码通常都是编码通常都是双极双极 性的归零码性的归零码。 1双极性传号交替反转码双极性传号交替反转码（AMIAMI码）码） 单极性 1 0 1 1 0 1 NRZ Ps（f） AMI码的功率谱密度 Ts 双极性 AMI t t （RZ） 0 fs 2fs f 图图5-9 AMI（RZ）码（）码（= 0.5 Tc）的波形与功率谱密度图形的波形与功率谱密度图形 1不再含直流分量和丰富的低频分量；不再含直流分量和丰富的低频分量； 2虽然它本身不含码元时钟虽然它本身不含码元时钟fc 的频率成份，但只要在接受端将的频率成份，但只要在接受端将AMI信号信号 简单整流就变为单极性归零码信号，就产生了时钟成份；简单整流就变为单极性归零码信号，就产生了时钟成份； 3注意到注意到AMI码中不会相继出现极性相同的两个
