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1、1、为什么进行调制、调制的概念、模拟调制的分类；,第三章 小 结,2、振幅调制AM的时域（调制原理）、频域表示、带宽、平均功率、调制效率、解调；,3、DSB的时域（调制原理）、频域表示、带宽、平均功率、 调制效率、解调；,4、SSB的时域（调制原理）、频域表示、带宽、平均功率、 调制效率、解调；（VSB）,5、抗噪声性能 （1）相干解调输出端的信噪比（AM、DSB、SSB） （2）非相干解调输出端的信噪比（AM）：大输入信噪比与小输入信噪比,6、角度调制的原理（频率与相位调制）调频信号带宽,7、模拟调制系统的性能比较：有效性和可靠性,第4章 数字信号的基带传输,4.1 常用数字基带信号 4.2
2、 数字基带传输系统 4.3 无码间串扰的数字基带传输系统 4.4 部分响应系统 4.6 眼图 4.7 时域均衡原理,4.1 数字基带信号,基带传输系统：不使用载波调制解调装置，而直接传送基带信号的系统 频带传输系统：包括调制、解调的传输系统。,数字基带信号：未经过调制的数字信号。 数字频带信号：经过调制的数字信号。,数字基带传输系统模型,信道信号形成器（发送滤波器）：将原始基带信号 变换成适合信道传输的某种脉冲波形。变换：波形变换与码型变换,信宿,脉冲调制,检测,数字通信系统一般模型,基带系统几个波形示意图,4.2 波形及传输码型,一、数字基带信号常用波形,常用数字基带信号的波形,单极性不归零
3、码NRZ,双极性不归零码NRZ,单极性归零码,双极性归零码,差分码,多元码,单极性不归零,有丰富的低频乃至直流分量 每个“1”和“0”相互独立，无错误检测能力 单极性码传输时需要信道一端接地，不能用两根芯线均不接地的电缆传输 接收单极性码，判决电平A/2，信道衰减，不存在最佳判决电平 只适合用导线连接的各点之间做近距离传输，如印刷电路内、机箱内。,无直流 可在不需要接地的电缆中传输 判决电平0，最佳判决门限 不能提取位定时信息,双极性不归零,单极性归零,所谓归零，是指信号电压在一个码元持续时间的中间回到0值，换句话，信号脉冲宽度小于码元宽度。 占空比：/Tb 可直接提取位定时信息，是其它信号提
4、取同步信号需要的一种过渡码型,双极性归零,占空比：/Tb 相邻脉冲间必有零电位区域存在。因此，在接收端根据接收波形归于零电平便知1比特信息已收毕，以准备下一比特信息的接收。可以认为正负脉冲的前沿起了启动信号的作用，后沿起了终止信号的作用。因此，可以经常保持正确的比特同步。即收发之间无须特别的定时，且各符号独立的构成起止方式，叫自同步方式。,差分码,NRZ(M)：传号差分，1相邻码元电平极性改变；0相邻码元电平极性不改变,NRZ(S)：空号差分，1相邻码元电平极性不改变；0相邻码元电平极性改变,码型波形与码元本身极性无关 接收端收到的码元极性与发送端的完全相反，也能正确地进行判决。,多元码,多个
5、二进制符号对应一个脉冲码元波形 与二元码传输相比，在码元速率相同的情况下，它们的传输带宽是相同的，但多元码的信息传输速率是二元码的log2M倍。,P77 MATLAB仿真,例题1 已知消息代码为 1110 0101，试以矩形脉冲为例画出它的单极性不归零码、双极性不归零码、单极性归零码和双极性归零码的波形图。,习题4-1,二、数字基带信号常用码型,码型变换：消息码变成适合信道传输的传输码（线路码）,传输码的结构取决于实际信道特性与系统工作条件，传输码的结构应具有以下特性： (1) 能从相应的基带信号中获取信息； (2) 不受信源统计特性的影响，能适应信源变化； (3) 相应的基带信号无直流成分和
6、只有很小的低频成分； (4) 提高传输码型的传输效率； (5) 具有内在的检错能力。,实际系统中使用的码型有很多种，我们仅介绍常用的几种。,1、AMI码 （传号交替反转码）（极性交替码）编码规则：代码 0 仍变换为传输码的0；代码 1 交替地变换为传输码的+1，-1，+1，-1由一个二进制符号序列变成一个三进制符号序列。,优点：是一种基本的线路码，无直流成分，低频分量较小，编译码电路简单，便于观察误码。 缺点：可能出现长的连0串,不便于提取定时信号。,2、HDB3 码可看作是AMI码的一种改进型，全称是三阶高密度 双极性码。三阶高密度是指连0个数最多不超过3个。使用这种码型的目的是解决信息码中
7、出现连“0”串时所带来的问题。,编码规则：P75,HDB3码,信息序列前一破坏点为V+且相邻V符号间有偶数个“1“,信息序列前一破坏点为V+且至第一个“1“之间有奇数个“1“,1,-1,0,1,0,0,0,0,0,0,0,-1,1,0,0,0,0,0,0,-1,AMI:,1,-1,0,1,0,0,0,0,0,0,0,-1,0,0,0,0,0,0,0,1,AMI:,检查所编HDB3码是否正确的方法： 检查V符号：是否每4个连“0”串的第四个0都换成了V，V符号的极性是否和前一非0符号同极性；相邻V的极性是否符合交替反转规律； 将已编HDB3码中的V暂时取下，然后观察剩下码字是否符合正负极性交替变
8、化。,有检错能力 无直流分量 解决了连“0”时位定时信息提取困难 B码和V码各自保持极性交替变化，以确保无直流分量 可能存在误码扩散的问题 CCITT推荐使用的码型之一,HDB3码,例题4-2-1,3、双相码（曼彻斯特码）是对每个二进制代码分别利用两个具有2个不同相位的二进制新码去取代的码。编码规则： 0-01（0相位的一个周期的方波） 1-10（相位的一个周期的方波）,1正负脉冲表示（10） 0负正脉冲表示（01）,0正负脉冲表示（10） 1负正脉冲表示（01）,或,无直流，正负电平各占一半 00 11是禁用码组，这样就不会出现3个或更多的连码(电平无跳变的最长时间为一个码元宽度)，因此，可
9、实现宏观检错。这个优点是用频带加倍来换取的。 适用于数据终端短距离传输，在本地数据网中采用该码作为传输码型，最高信息速率10M。,双相码（曼彻斯特码）特点,4、Miller(密勒）码（延迟调制码） 是双相码的一种变形 编码规则：1码用码元持续时间中心点出现跃变来表示，即用 “10”或“01”表示0码分两种情况处理：对于单个0时，在码元持续时间内不出现跃变，且与相邻码元的边界处也不跃变；对于连0时，在两个0码的边界出现电平跃变，即“00”与“11”交替。,1码元周期中点出现电平跳变表示，即用10或01 0单个0：在码元周期中点不出现跳变，且与相邻码元的边界也不跳变连0：在前一个0结束时刻出现跳变
10、，即00与11交替,电平无跳变的最大间隔为2个码元周期（101），最小一个码元周期，这个特点可以用于检错。,5、CMI码（传号反转码）编码规则：1码交替用“11”和“00”表示，或是交替用正负电压表示；0码用“01”表示。,传号反转码CMI,1交替变化的持续一个周期的正负电平表示 0分别持续半个码元的负正电平组合表示,无直流分量，位定时信息丰富 具有检错能力：因为1交替用00、11表示，0固定用01表示，因此，不会出现三个以上的连码，因此可作为宏观检错。,例题2、已知信息码为 110000 110000 11，求相应的AMI码、HDB3码？,例题3、已知信息码为 101 000 000 000
11、 11，求相应的AMI码、HDB3码？,练习 4-6 4-7,4.3 数字基带信号的功率谱,4.4 数字基带信号传输与码间干扰,数字通信系统的质量指标： 传输速率 误码率 当信道条件一定，速率越高，误码率越大误码产生的原因： 噪声 码间串扰,c,数字基带传输系统模型,线路编码：将原始数字信息编制成适合于传输用的码型(又称线路码)； 窄脉冲生成器：用位定时窄脉冲控制基带信号周期； 发送滤波器(信道信号形成器或成形滤波器)：把线路码元映射到适合于信道传输的基带信号波形上。 接收滤波器：滤出带外噪声，对信道特性进行均衡处理，使输出的基带波形有利于抽样判决； 抽样判决器：在位定时脉冲控制下对接收滤波器
12、的输出波形进行抽样、判决，恢复或再生基带信号； 同步提取：从接收滤波器的输出波形中提出位定时时钟。,基带信号传输系统的数学模型,码间干扰：信号经基带系统传输后，其波形在时域上必定是无限延伸。这样，前面的码元对后面的若干码元就会造成不良影响。,信号在传输的过程中不可避免地还要叠加信道噪声，所以，当噪声幅度过大时，将会引起接收端的判断错误。,码间干扰概念,1码,Ts,1码,Ts,Ts/2,Ts,Ts/2,t1,t1+Ts,a,b,c,d,码型变换,波形变换,抽样判决,信道传输,如果波形失真比较严重，可能出现前面几个码元同时串到后面，对后面某个码元的抽样判决产生不利影响。这就是码间串扰。码间串扰严重
13、时，会出现误码。,a1+a2+a3+a40判1 a1+a2+a3+a40判0,码间串扰和信道噪声是影响基带信号进行可靠传输的主要因素，而它们都与基带传输系统的传输特性 有密切的关系。如何设计基带系统的总传输特性，才能够把码间串扰和噪声的影响减到足够小的程度?,问题,寻求满足要求的H(),任务,如果相邻码元的前一个码元的波形到达后一个码元抽样判决时刻时已经衰减到0，能满足要求。,消除码间串扰的基本思想：只要让它在t0+Ts，t0+2Ts等后面码元抽样判决时刻上正好为0，就能消除码间串扰。,4.5.1 无码间干扰的基带传输系统,1.通过各项互相抵消使码间串扰为0。但因为an为随机序列，因此，要使上
14、式恒为0，是不可行的。 2.让前面码元的波形在后面码元的取样时刻之前衰减到0，即满足这种方法表面上看来可行，但实际上这种波形是无法得到的。,解决方法,3.使前面码元的波形在后面码元的取样时刻为0，即,无码间干扰 的时域条件,一、无码间干扰的时域条件,无码间串扰的基带系统冲激响应除 t=0 时取值不为零外，其他抽样时刻t=kTs上的抽样值均为零。,把积分区间用分段积分代替，每段长为2/Ts，则上式可写成,h(kTs)=,二、无码间干扰的频域条件,作变量代换：令=- ， 则有d=d, =+ 。 且当= 时，= h(KTs)=,当上式之和一致收敛时， 求和与积分的次序可以互换,h(KTs)=,由傅里
15、叶级数可知，若F()是周期为2/Ts的频率函数， 则可用指数型傅里叶级数表示,将无码间串扰时域条件带入上式， 便可得到无码间串扰时，基带传输特性应满足的频域条件：,或者写成,该条件称为奈奎斯特第一准则。它为我们提供了检验一个给定的系统特性H()是否产生码间串扰的一种方法。,常数,Hep(w)的构成示意图,奈奎斯特第一准则的含义：将基带系统的频率特性H（f）在频率轴上以fs为间隔切开，然后分段沿频率轴平移到区间（-fs/2,fs/2）内叠加出一根水平直线。,理想低通系统 （a） 传输特性； (b) 冲激响应,4.5.2 两种无码间干扰的基带传输系统,1 理想低通系统,把12Ts称为奈奎斯特带宽，
16、记为W1，则该系统无码间串扰的最高传输速率为2W1波特，称为奈奎斯特速率。显然，如果该系统用高于1Ts波特的码元速率传送时，将存在码间串扰。,一是理想矩形特性的物理实现极为困难； 二是理想的冲激响应h(t) 的“尾巴”很长，衰减很慢，当定时存在偏差时，可能出现严重的码间干扰。,理想低通系统在实际应用中存在两个问题：,因而，一般不采用Heq()=H()，而只把这种情况作为理想的“标准”或者作为与别的系统特性进行比较时的基础。,2等效理想低通型（升余弦滚降信号）在实际中得到广泛应用的无干扰波形，其频域过渡特性以/Ts为中心，具有奇对称升余弦形状，通常称之为升余弦滚降信号，简称升余弦信号。能形成升余弦信号的基带系统的传递函数为:,
