第五章数字基带传输系统 5.1数字基带信号 52基带传输的常用码型 5.3基带脉冲传输与码间干扰 54无码间干扰的基带传输特性 5.5部分响应系统 5.6无码间干扰基带系统的抗噪声性能 57眼图
1 第五章 数字基带传输系统 5.1 数字基带信号 5.2 基带传输的常用码型 5.3 基带脉冲传输与码间干扰 5.4 无码间干扰的基带传输特性 5.5 部分响应系统 5.6 无码间干扰基带系统的抗噪声性能 5.7 眼图
51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 5.1 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
01101001110 单极性波形 双极性波形 单极性归零几∏ 双极性归零凵「 差分波形 多值波形3E E E BE 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,g1(t)—0, g2(t)-1,码元宽度T。,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。 g(+2 s(t) (t-27)
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 −
s()=∑S,()s(0)=/s(-n)以概率P g:(-n)以概率1-P 沿a, ■S(t)通常是功率型的 p(o=lim E[S()]取7=(2N+1)7 S()=∑s()P(∞)=xES(a)1 n=-N °(2N+1)7 Sn()看成是由一个稳态波v(t)和交变波ln(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
vn()(稳态波)—S(t)的平均分量 (1)=p∑g1(t-nTn)+(1-p)∑g2(t-nT) ∑[Pg1(t-nn)+(1-p)g2(t-n7,) 交变波l1(t)=s(t)-v1(t) 1.稳态波v()的功率谱密度 P.(0)=pG(m)+(1-p)G(m)o(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4n()的功率谱密度 P(a)=P(1-p)G(f)-G2(f) 3.S(t)的功率谱密度 p.(0)=p,(0)+p,() fp(1-p)G(/)-G2(f) +∑pG(m/)+(1-P)G2(m,)(-mf (1)单极性波形设g(t)=0P g,(t)=g(t) G,(=TSa(T) 0其
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
T 4(xw)+1(/ P()=-S 4 (2)双极性波形 g(t)=-g2(t)=g(t P p,(O)=TS(x7,) 般地如果=1()=k(与关) g2(t) 且0<k<1 则g1(t)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
52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 5.2 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 ■AM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10011000111 AM码+100-1+1000-1+1-1 特点:基带信号正、负脉冲交替,O电位保持不 变一无直流成分 进制符号序列一三进制符号序列 (一位)二进制符号 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）