第5章-数字基带传输技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,化学工业出版社,第,5,章 数字基带传输技术,5.1,数字基带信号概述,5.2,基带传输的常用码型,5.3,基带传输与码间干扰,5.4,无码间干扰的基带传输,5.5,部分响应系统,5.6,眼图,信道信号,形成器,接收,滤波器,信道,数字,基带信号,随机噪声干扰,抽样,判决,定时信息,提取,基带信号,输出,数字基带传输系统,数字调制,信道,数字解调,抽样判决,定时信息,提取,随机噪声干扰,数字基带,信号输入,基带信号,恢复输出,数字频带传输系统,5.1,数字基带信号概述,对于基带传输信道,低端受限,的系统，传输码的频谱中,低频成份应尽量少,，同时,不能包含直流成份,。,码型变换过程中对任何信源应具有,透明性,。即不同信源所产生的原始基带信号通过相同的码型变换后都能适合信道传输，码型设计要与,信源的统计特性无关,。,码型变换后,便于,接收端提,取位定时,等同步信息。,为了提高传输的可靠性，码型变换后应,自身具有纠检错能力,。,为了节省传输带宽和防止串扰的发生，码型变换后应尽量,减少,基带信号频谱中的,高频成份,。,码型变换的,编译码设备,应尽可能,简单,。,传输码型设计的原则,传输码型的常用波形,t,+E,0,Ts,2Ts,3Ts,4Ts,5Ts,6Ts,1,0,1,1,0,1,t,+E,0,1,0,1,1,0,Ts,2Ts,3Ts,4Ts,5Ts,6Ts,E,1,单极性不归零波形,双极性不归零波形,传输码型的常用波形,t,+E,0,Ts,2Ts,3Ts,4Ts,5Ts,6Ts,1,0,1,1,0,1,t,+E,0,1,0,1,1,0,1,Ts,2Ts,3Ts,4Ts,5Ts,6Ts,E,单极性归零波形,双极性归零波形,传输码型的常用波形,t,+E,0,1,0,1,1,0,1,Ts,2Ts,3Ts,4Ts,5Ts,6Ts,E,差分波形,5.2,基带传输的常用码型,传号交替反转码（,AMI,码）,三阶高密度双极性码（,HDB3,）,数字双相码,密勒码,传号交替反转码（,AMI,码,),Ts,2Ts,3Ts,4Ts,5Ts,7Ts,8Ts,9Ts,t,t,0,0,+E,+E,E,1,1,1,1,1,0,0,0,三阶高密度双极性码（,HDB3,）,t,t,t,t,0,t,0,t,0,t,0,t,+E,+E,+E,+E,E,E,E,NRZ,AMI,HDB,3,(1),HDB,3,(2),1,0,0,0,0,1,1,0,0,0,0,0,1,0,数字双相码,Ts,2Ts,3Ts,4Ts,5Ts,7Ts,8Ts,9Ts,t,t,0,0,+E,+E,E,1,1,1,1,1,0,0,0,密勒码,Ts,2Ts,3Ts,4Ts,5Ts,7Ts,8Ts,9Ts,t,t,0,0,+E,+E,E,1,1,1,1,1,0,0,0,单极性不归零信号,图,5-6,单极性不归零信号的功率谱,图,5-8,单极性归零信号的功率谱,图,5-7,单极性归零信号,5.3,基带传输与码间干扰,再生判决原理,码间干扰,数字基带传输系统,接收滤,波器输,出信号,限幅,门限,限幅器,输出,抽样,脉冲,判决,输出,Ts,1,1,1,1,0,0,t,t,t,t,再生判决原理,发送,滤波器,信道,接收,滤波器,抽样,判决器,噪声干扰,基带系统传递函数模型,接收信号,判决变量,接收滤波器作用,限制传输信道引入噪声,与发送滤波器共同得到所需形状的基带信号波形,有用信号,码间干扰,(ISI),随机噪声,基带传输中的码间串扰,5.3,无码间干扰的基带传输,无码间干扰的传输条件,1.,具有理想低通传输特性的系统,传递函数频谱,h,(,t,),和,h,(,t,-,T,),间无码间干扰示意图,h,(,t,),时域波形曲线,具有理想低通传输特性系统的特点,符合无码间干扰的传输条件，但实际中难以实现。,时域系统的波形，其“尾巴”衰减慢，因而为了防止抽样过程产生码间干扰，对定时精度要求高。,系统的频带利用率较高，,。,2.,升余弦系统,升余弦系统的分割,升余弦系统特点,符合无码间干扰的传输条件，具有滚降特性，实际中容易实现。,时域,系统的波形在两个抽样点之间要过一次零点，因而“尾巴”衰减快，可以降低对定时精度的影响。,系统的频带利用率较低，,。,余弦滚降系统,5.5,部分响应系统,问题的提出：如何做到,高的频谱利用率,（,2Baud/Hz),滚降特性,波形尾巴衰减快，对定时精度要求低,奈奎斯特第二准则部分响应波形,有,控制地,在某些码元的抽样时刻,引入码间干扰,，,而在其它码元的抽样时刻无码间干扰，能够使频带利用率达到理论最大值，同时降低对定时精度要求,27,相隔一个码元周期的抽样函数波形尾巴刚好正负相反，利用这个特性构成尾巴衰减很快的脉冲波形,g(t),及其频谱,t,0,g,(,t,),1,0,t,31,码元发生串扰的示意图,第一类部分响应系统,相加,Ts,Ts,发送,滤波器,接收,滤波器,模,2,抽样脉冲,预编码,相关编码,模处理,常见的部分响应波形,类别,R,1,R,2,R,3,R,4,R,5,二进制输入时的,C,k,电平数,0,1,2,I,1,1,3,II,1,2,1,5,III,2,1,-1,5,类别,R,1,R,2,R,3,R,4,R,5,二进制输入时的,C,k,电平数,IV,1,0,-1,3,V,-1,0,2,0,-1,5,续表（,2,）,相减,2Ts,2Ts,发送,滤波器,接收,滤波器,模,8,抽样脉冲,预编码,相关编码,模处理,第四类部分响应系统,基带信号波形及眼图,5.6,眼图,眼图模型,眼图的工程实用信息,最佳抽样时刻,应该选在眼睛,张开最大,的时刻；,眼图斜边的,斜率,表示了系统对,定时抖动,的灵敏度，斜边越陡，系统对定时抖动越敏感；,眼图左角或右角阴影部分的水平宽度表示信号零点的变化范围，通常称为,零点失真量,（在许多接收设备中，定时信息就是通过信号零点位置来提取的，对于这种设备零点失真量就显得非常重要）；,在抽样时刻，阴影区的垂直宽度表示,最大信号的失真量,；,抽样时刻上、下两个阴影区间隔的一半叫,最小噪声容限,，噪声瞬时值超过它之后就可能发生误判；,眼图中横轴对应,判决门限电平,。,课堂测验,1,.,已知某信息序列为,0100001010000010000,，分别画出该序列采用,AMI,、,HDB3,和密勒码编码后的输出波形。,2.,已知某基带传输系统具有理想低通传输特性，其截止频率为,60KHz,。,（,1,）若该基带系统采用,8,进制进行传输，其信息速率为,9600Kbps,，是否会产生码间干扰，为什么？,（,2,）该系统利用,4,进制进行传输，实现无码间干扰的最大信息传输速率？,3.,假设某基带信息序列,100110101000001110111,，采用,8,进制的第一类部分响应系统进行传输，画出其传输的原理框图，并分别写出经过预编码、相关编码和模处理后的输出信息序列。,