武汉职业技术学院：《数字通信原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 数字信号的基带传输

数字通信原理 第四章数字信号的基带传输 本章要点 数字传输的基带理论 PCM信号的再生中继及传输性能分析 传输码型设计原则及常用码型 差错控制编码的控制方式和原理 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 第四章 数字信号的基带传输 本章要点： ▪ 数字传输的基带理论 ▪ PCM信号的再生中继及传输性能分析 ▪ 传输码型设计原则及常用码型 ▪ 差错控制编码的控制方式和原理

数字通信原理 6基带传输: 基带是指未经调制变换的信号所占的频带 基带信号是指高限频率与低限频率之比远大于1的信号 基带传输是指不搬移基带信号频谱的传输方式。 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 基带传输： 基带是指未经调制变换的信号所占的频带 基带信号是指高限频率与低限频率之比远大于1的信号 基带传输是指不搬移基带信号频谱的传输方式

数字通信原理 6基带传输糸统 定义:不使用调制和解调装置而直接传送基带信号 的糸统 基本结构 基带脉冲「信道信号 接收滤 抽样判基带脉冲 输入L形成器 道 波器 决器 输出 干扰 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 基带传输系统 定义：不使用调制和解调装置而直接传送基带信号 的系统 基本结构： 信道信号 形成器 信 道 接收滤 波器 抽样判 决器 干扰 基带脉冲 基带脉冲 输入 输出

数字通信原理 码型编码:将信源或信源编码输岀的码型(通常为单极 性不归零码NRZ)变为适合于信道传输的码 型 发滤波器:将m(t)变为适合于信道传输的波形,如将 m(t)中的高频成分滤掉,限制进入信道信号 的带宽。 收滤波器:与发滤波器、信道相配合,使进入抽样判 决器的信号无码间串扰,滤除带外噪声。 位同步器:提取位同步信号,￠p()的频率等于码速率, 上升沿与r(t)中信号的最大值对齐 抽样判决器:再生数字基带信号m3(t),一般为NRZ码, 可能有误码。 码型译码:使输出码型符合收终端的要求。 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 码型编码：将信源或信源编码输出的码型（通常为单极 性不归零码NRZ）变为适合于信道传输的码 型。 发滤波器：将m(t)变为适合于信道传输的波形，如将 m(t)中的高频成分滤掉，限制进入信道信号 的带宽。 收滤波器：与发滤波器、信道相配合，使进入抽样判 决器的信号无码间串扰，滤除带外噪声。 位同步器：提取位同步信号，cp(t)的频率等于码速率， 上升沿与r(t)中信号的最大值对齐。 抽样判决器：再生数字基带信号m3 (t)，一般为NRZ码， 可能有误码。 码型译码：使输出码型符合收终端的要求

数字通信原理 误码原因: 1)码间串扰 2)噪声 m(t) 3)位同步信号相位抖动等 码间串扰 r(t) r(t) cp D cp(t) m3(t) 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 误码原因： 1）码间串扰 2）噪声 3）位同步信号相位抖动 等 Ts 市 1 0 0 1 1 E τ m’(t) m (t) m1 (t) m2 (t) r (t) cp (t) m3 (t) τ m(t) 码间串扰 r(t) cp(t)

数字通信原理 数字基带信号 就是消息代码的电波 以由矩形脉冲组成的基带信号为例,介绍几种最基本 的基带信号波形 °单极性波形 基帶信号的季电位及正电位分别与二进制符号0及1一 对应 特点:在一个码元时问内,不是有电压,就是无电压; 电脉冲之间无间隔;极性单一 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 数字基带信号 就是消息代码的电波形 以由矩形脉冲组成的基带信号为例，介绍几种最基本 的基带信号波形： • 单极性波形 –基带信号的零电位及正电位分别与二进制符号0及1一一 对应 –特点：在一个码元时间内，不是有电压，就是无电压； 电脉冲之间无间隔；极性单一

数字通信原理 °双极性波形 基带信号的正、负电位分别与二进制符号0、1一一对应 特点:电脉冲之间也无间隔;当0、1符号等可能出现时, 乞将无直流成分 单极性归委波形 单极性波形的归零形式 电脉冲宽度比码元宽度窄,每个脉冲都回到季电位 °双极性归零波形 双极性波形的归零形式 对应每一符号都有季电位的间隙产生,即相邻脉冲之间 必定留有零电位的间隔 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 • 双极性波形 –基带信号的正、负电位分别与二进制符号0、1一一对应 –特点：电脉冲之间也无间隔；当0、1符号等可能出现时， 它将无直流成分。 • 单极性归零波形 –单极性波形的归零形式 –电脉冲宽度比码元宽度窄，每个脉冲都回到零电位 • 双极性归零波形 –双极性波形的归零形式 –对应每一符号都有零电位的间隙产生，即相邻脉冲之间 必定留有零电位的间隔

数字通信原理 °差分波形/相对码波形 把信息符号0和1反映在相邻码元的相对变化上的波形 特点:在形式上与单极性或双极性波形相同;但它代表 的信息符号与码元本身电位或极性无关,而仅与相邻码元 的电位变化有关 多值波形(多电平波形) 多于一个二进制符号对应一个脉冲的波形 由于一个脉冲可以代表多个二进制符号,故在高速率数 据传输糸统中,采用这种信号形式是适宜的 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 • 差分波形/相对码波形 –把信息符号0和1反映在相邻码元的相对变化上的波形 –特点：在形式上与单极性或双极性波形相同；但它代表 的信息符号与码元本身电位或极性无关，而仅与相邻码元 的电位变化有关 • 多值波形（多电平波形） –多于一个二进制符号对应一个脉冲的波形 –由于一个脉冲可以代表多个二进制符号，故在高速率数 据传输系统中，采用这种信号形式是适宜的

数字通信原理 型基带信号的表示: 实际上,组成基带信号的单个码元波形并非一定是 矩形的 ·根据实际的需要,还可有多种多样的波形形式,比 如升余孩脉冲、高斯形脉冲、半余孩脉冲等等 ·这说明,信息符号并不是与唯一的基带波形相对应。 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 基带信号的表示： • 实际上，组成基带信号的单个码元波形并非一定是 矩形的 • 根据实际的需要，还可有多种多样的波形形式，比 如升余弦脉冲、高斯形脉冲、半余弦脉冲等等 • 这说明，信息符号并不是与唯一的基带波形相对应

数字通信原理 二进制信码 NRZ码 (单极性非归零码) E· BNRZ码 0 (双极性非归零码)一E 几种常见二元码 RZ码 E (单极性归零码) BRZ码 E (双极性归零码)0 E NRZ(M)码 (传号差分码) 气「L「1 NRZ(S)码 E (空号差分码) 电信学院通信教研室 2021年2月22日

电信学院通信教研室 2021年2月22日 数 字 通 信 原 理 几 种 常 见 二 元 码