八数字传输系统

1、第二部分 通信系统四、数字传输系统7/16/20221数字传输系统1 数字基带传输数字信号是由离散信源所产生的有序符号序列。信源从某个含有 种不同符号的字符中选取信号，然后以平均速率 将其输出。1.数字PAM（pulse amplitude modulation）信号基带数字信号通常具有幅度脉冲序列的形式，可以表示为其中调制幅度 对应于消息序列中的第 个信号，它属于某个含有 个离散值的集合。7/16/20222数字传输系统其中未调脉冲可以是矩形或其它某种形状的，且满足因此可以通过周期地在 采样 来恢复消息信号，即其中 为脉冲间隔，因此此时信号传输速率为 ，其单位为符号/秒（或波特）；当 时，单

2、位是比特/秒。下面来讨论数字信号地功率谱。假设信源是一个离散平稳随机过程，则可以定义 的均值、方差和自相关函数，即7/16/20223数字传输系统如果脉冲频谱为 ，则根据功率谱密度的定义可以得到传输信号的功率谱为通常我们假设需要传输的消息信号不相关，则有又所以7/16/20224数字传输系统此式非常重要，它指出: 的功率谱在信号速率 的各次谐波频率上具有冲激，除非 ，或满足2.传输限制数字基带传输系统： 同步耗损LLPF再生器噪声接收器输出消息发信器7/16/20225数字传输系统发信放大器正好补偿传输损耗，所有干扰都是加性噪声。通过低通滤波器后得到的波形为其中 是传输时延， 代表传输后畸变了

3、的脉冲波形。再生器的作用是从 恢复数字消息。为实现再生过程，需要一个辅助同步信号来确定最佳采样时刻 ，若 ，则有同步耗损LLPF再生器噪声接收器输出消息发信器7/16/20226数字传输系统其中第一项为所需要的消息信息，最后一项是该时刻的噪声干扰，而中间项代表来自其它信号脉冲的干扰码间干扰（ISI）。噪声和码间干扰的共同作用可造成再生消息中出现错误。如果 来自一个白噪声源，则它的功率可以通过降低接收端低通滤波器的带宽来减小；但另一方面，低通滤波器带宽降低会加深脉冲弥散，从而增加码间干扰。因此，数字传输的根本限制因素是码间干扰、带宽和信号速率间的关系。7/16/20227数字传输系统奈奎斯特给出

4、了如下结论：给定一带宽为 的理想低通信道，我们可用速率 波特传送独立信号而无码间干扰；当用速率 传送独立符号时，无码间干扰将是不可能的。12.2 差错控制编码（信道编码）为了降低数字传输中的误码概率，通常采用各种信道编码方法。1.检错与纠错检错根据接收码字之间的关系可以断定是否有一位出错、两位出错甚至若干位出错，但具体出错的码元位置不能判断。7/16/20228数字传输系统纠错不敬可以从接受的码字中断定是否有错误，而且能指出错误的位置，从而对于二进制传输系统就可以将错误得以纠正。重复码：设传输差错以 的概率随机独立发生，则一个 码字中有 位错的概率为当 足够小时，有 ；因而每组码字中有多位错的

5、可能性比每组码字中只有一个错的可能性要小的多，因此采取重复码可以改善传输的可靠性。7/16/20229数字传输系统例1 三重码 正确码字只有两种000和111。检错：若码字中只有一位错或两位错，则接受到的必不是000或111，因此可以表明差错存在；但若三位全错，则无法检验，因此不能检验的错误概率为纠错：采用择多解码原则，因为三位码中中两位错的可能性比一位错的可能性要小的多。这种解码方式可以纠正一位错的码字，但当两位或三位错时，则无法纠正，其概率为优点是降低了错误概率，但却降低了传输速率。7/16/202210数字传输系统例2 奇偶校验码 一个二进制码字中含有偶数个1时，则称该码字为偶性，否则为

6、奇性。一组奇偶校验码由n-1个信息位和一个校验位组成，该校样位的选取是使所有码字都有相同的奇偶性。n=3偶校验时，信息位分别为00，01，10，11，则编码后为000，011，101，110。无法检错的概率：直接传输的错误概率：7/16/202211数字传输系统2.码向量与汉明距离一个任意的n位码字可以看作n维空间中的一个向量，不同编码方式下，可以使用的码字不同。三重码中的可用码字比奇偶校验码中的可用码字分离得更远，可以利用这种分离度定义汉明距离：d(X,Y)定义X,Y中不同元素的个数。汉明距离与编码的差错控制能力有直接的联系。一个特定码的最小距离 是指所有可用码向量间的最小汉明距离。则当一个码字在传输过程中出错位数小于 ，而成为禁用码字时，总可检出差错；相反的，当差错位数等于或超过 时，错字可能对应于另一个可用向量