第六章数字基带传输系统 6.1数字基带信号 6.2基带传输的常用码型 6.3基带脉冲传输与码间串扰 6.4无码间串扰的基带传输特性 6.5基带系统的抗噪声性能 6.6眼图 6.7部分响应和时域均衡 1
1 第六章 数字基带传输系统 6.1 数字基带信号 6.2 基带传输的常用码型 6.3 基带脉冲传输与码间串扰 6.4 无码间串扰的基带传输特性 6.5 基带系统的抗噪声性能 6.6 眼图 6.7 部分响应和时域均衡
6.1数字基带信号 ■数字基带信号波形 在传输距离不远的有线信道，数字基带信号可 直接传送 任何数字传输系统均可等效为基带传输系统 ■ 组成基带信号的单个码元可以是矩形、升余 弦脉冲、高斯形脉冲、半余弦脉冲等。 2
2 6.1 数字基带信号 ◼ 数字基带信号波形 在传输距离不远的有线信道, 数字基带信号可 直接传送. 任何数字传输系统均可等效为基带传输系统 ◼ 组成基带信号的单个码元可以是矩形、升余 弦脉冲、高斯形脉冲、半余弦脉冲等
1101001110 单极性波形 双极性波形 单极性归零 双极性归零 差分波形 多值波形 E -3E 3
3 单极性波形 双极性波形 单极性归零 双极性归零 差分波形 多值波形 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 3E E -E -3E
·基带信号的频谱特性 数字基带信号一般是随机信号，用功率 谱密度来描述其频谱特性。 ■ 设二进制随机脉冲序列，91(t)一0， 92(t)一1，码元宽度Ts,在任一码元时间Ts 内91(t)和g2(t)出现的概率为P,1-P,且 统计独立。 8(t+2Ts) +(t) 8,-2T) 4
4 • 基带信号的频谱特性 数字基带信号一般是随机信号，用功率 谱密度来描述其频谱特性。 ◼ 设二进制随机脉冲序列，g1（t）— 0， g2（t）— 1，码元宽度 Ts，在任一码元时间Ts 内 g1（t）和g2（t）出现的概率为P，1-P，且 统计独立。 s(t) Ts ( 2 ) 1 TS g t + ( 2 ) 2 TS g t −
st)=∑s(t)s,0= 8(t-nT) 以概率P 以概率1-P n=-o0 g2(t-nT) ■S(t)通常是功率型的 p.(@)=lim E[S,(w)]取T=(2N+1)T, o∞ T 3,)=∑s.()p.(o)=lim E[S,(o)'] n=-N (2N+1)Ts S,(t)看成是由一个稳态波y,(t)和交变波4，(t) 构成 5
5 ◼ S（t）通常是功率型的 = n=− n s(t) s (t) − − − = g t nT P g t nT P s t s s n ( ) 1 ( ) ( ) 2 1 以概率 以概率 T E S p T T s [ ( ) ] ( ) lim 2 → = 取 T =（2N +1）TS = =− N n N T n s (t) s (t) S T N s N T E S p (2 1) [ ( ) ] ( ) lim 2 + = → s (t) T 看成是由一个稳态波 和交变波 构成 v (t) T u (t) T
y,(t)(稳态波)一S,(t)的平均分量 ,(0=p∑g,(t-nT)+1-p)∑g,t-nI) =∑[p8,(t-nT)+(1-p)g,(t-nT,】 交变波 u,(t)=S,(t)-y,(t) 1.稳态波 y,(t)的功率谱密度 p.(o)=Σ/.pG,(m）)+(1-p)C,(mW18(f-mf) 6
6 vT (t) （稳态波）— sT (t) 的平均分量 = − + − − =− =− N n N s N n N T s v (t) p g (t nT ) (1 p) g (t nT ) 1 2 [ ( ) (1 ) ( )] 1 2 s N n N s = pg t − nT + − p g t − nT =− u (t) s (t) v (t) 交变波 T = T − T 1. 稳态波 vT (t) 的功率谱密度 2 1 2 ( ) = [ ( ) + (1− ) ( )] m=− v s pG mf s p G mf s p f ( ) mf s f −
2.交变波4，()的功率谱密度 p.()-pdpYc()-G.(T 3.S(t)的功率谱密度 p.(o)=p(o)+p,(o) =fp(1-p)G,(f)-G,(f) +乏fLpG,(m时)+(1-p)G,(m/,】δf-m (1)单极性波形设8()= 0P=2 7 8,()=8(0=1 其它 G,(f)=T.Sa(nfT)
7 2. 交变波 的功率谱密度 3. 的功率谱密度 (1)单极性波形 设 u (t) T s u T p p p G f G f 1 ( ) (1 ) ( ) ( ) 2 = − 1 − 2 s(t) () () () ps = pu + pv 2 1 2 f p(1 p)G ( f ) G ( f ) = s − − 2 1 2 + [ ( ) + (1− ) ( )] m=− s pG mf s p G mf s f ( ) mf s f − g1 (t) = 0 = = 0 其它 2 1 ( ) ( ) 2 TS t g t g t 2 1 P = ( ) ( ) 2 s s G f = T Sa fT
p(o)-a(w)+4 (2)双极性波形 8(t)=-82(t)=g(t) p.(@)=T.Sa'(T) 般地，如果P= 1-g(t) k (与无关) g2(t) 且0≤k≤1 则g①)及 g2(t) 组成的脉冲序列将无 离散谱 8
8 (2) 双极性波形 ( ) 4 1 ( ) 4 ( ) 2 Sa fT f T p s s s = + ( ) ( ) ( ) 1 2 g t = −g t = g t 2 1 P = ( ) ( ) 2 s s s p = T Sa fT 一般地,如果 (与t无关) 且 0 ≤ k ≤ 1 则 g1 (t) 及 g2 (t) 组成的脉冲序列将无 离散谱. k g t g t p = − = ( ) ( ) 1 1 2 1
6.2基带传输的常用码型 码型，脉冲波形的区别 传输码型（线路码）的设计原则： 传输频带的高频和低频部分均受限 1) 便于从基带信号中提取位定时信息 2） 对传输频带低端受限的信道，传输码型频 谱不含直流分量. 3) 码型变换（码型编译码）过程不受信源统计 特性影响（传输码型的频谱与信源的统计 特性有关) 9
9 6.2 基带传输的常用码型 ◼ 码型 , 脉冲波形的区别 ◼ 传输码型(线路码)的设计原则: 传输频带的高频和低频部分均受限 1) 便于从基带信号中提取位定时信息. 2) 对传输频带低端受限的信道,传输码型频 谱不含直流分量. 3) 码型变换(码型编译码)过程不受信源统计 特性影响.(传输码型的频谱与信源的统计 特性有关)
4)尽可能提高传输码型的传输效率 5)具有内在的检错能力. AMIAlternate Mark Inversion 0→0,1交替变换为+1，-1的归零码，通常脉冲宽度为码 元周期之半. 消息100 1 AM码+100-1+1 0 0 0 -1+1-1 特点：基带信号正、负脉冲交替，0电位保持不 变一无直流成分 二进制符号序列一三进制符号序列 (一位)二进制符号一 (一位)三进制符号(1B/1T码 型) 10
10 4)尽可能提高传输码型的传输效率. 5)具有内在的检错能力. ◼ AMI码 Alternate Mark Inversion 0→0 , 1交替变换为+1,-1的归零码,通常脉冲宽度为码 元周期之半. 消息 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 AMI码 +1 0 0 -1 +1 0 0 0 -1 +1 -1 特点: 基带信号正、负脉冲交替，0电位保持不 变 — 无直流成分 二进制符号序列 — 三进制符号序列 （一位）二进制符号 — （一位）三进制符号（1B/1T码 型）