复习新版市公开课特等奖市赛课微课一等奖课件

第6章

数字信号基带传输复习1第1页发送滤波器T(

)信道C(

)接收滤波器R(

)再生判决干扰码型编码码型译码数字信息基带系统总传输特征

同时提取均衡器E(

)2第2页基带传输中必须处理三个基本问题：

(1)码型设计依据线路传输要求，选择适当码型，又称为线路编码问题。原始消息代码必须编成适合于传输用码型。

(2)波形设计找到无码间串扰信号波形，是传输波形设计要考虑主要问题。(3)系统优化部分响应系统均衡器3第3页码型设计主要标准对于传输频带低端受限信道，线路码型频谱中应不含直流分量；信号抗噪声能力好,误码扩散越小越好;易于从信号中提取位定时信息;线路码流中高频分量应尽可能少；码型变换过程不受信源统计特征影响，即能适应信源改变；线路码型含有一定误码检测能力;编译码设备尽可能简单。4第4页带宽B位定时分量直流分量(0、1等概)单极性NRZ1/T无有双极性NRZ1/T无无单极性RZ1/

有有半占空RZB=2/T码元速率Rs=1/T5第5页

任意随机信号g(t)功率谱都可分解为交变分量u(t)和稳态分量a(t)功率谱之和功率谱1.稳态分量a(t)功率谱Pa(f)离散谱，依据它能够确定随机信号是否包含直流分量(n=0)和定时分量(n=1)。2.交变分量u(t)功率谱Pu(f)

连续谱，依据它能够确定随机信号谱零点带宽。6第6页讨论功率谱可得以下结论：1）功率谱形状取决于单个波形频谱函数。所以波形设计只讨论单个波形。2）时域波形占空比愈小，频带愈宽。3）凡是0、1等概双极性码均无离散谱，所以这种码型无直流分量和位定时分量。4）单极性归零码离散谱中有位定时分量，所以可直接提取,是其它码型提取同时信号时需要一个过渡码型。7第7页无码间串扰传输条件(时域)抽样值无失真充要条件

接收波形在抽样点上不存在码间干扰。8第8页无码间串扰传输条件(频域)奈奎斯特第一准则物理意义：把传递函数S(

)在轴上以2/T为间隔切开，然后分段沿轴平移到(–/T,/T)区间内，将它们叠加起来，结果应该为一个常数，这种特征称为等效低通特征。9第9页10第10页重点：抽样判决间隔T确实定T：接收方抽样判决间隔Rs：码元速率11第11页无码间串扰传输波形1．理想低通信号全部没有码间串扰传输系统中带宽最小工程上实现困难尾部衰减特征很差12第12页2．升余弦滚降信号频域滚降,易实现拖尾按t-3衰减带宽增加13第13页带宽和频带利用率输入序列码元速率为码元速率一定，最小传输带宽(单位为Hz)Nyquist带宽频带利用率1：单位频带码元传输速率。最高频带利用率14第14页频带利用率2：单位频带信息传输速率。M元码，最高频带利用率带宽一定时，最高传输速率Nyquist速率带宽一定时，最小码元间隔Nyquist间隔15第15页模拟信号带宽为W，对它进行抽样每个样值编为n位M元码，则码元速率抽样频率基带传输传输带宽频带利用率模拟信号数字传输16第16页部分响应基带传输系统奈奎斯特第二准则：有控制地在一些码元取样时刻引入码间串扰，而在其余码元取样时刻无码间串扰，就能够使频带利用率到达理论上最大值，同时又可降低对定时精度要求。通常把满足奈奎斯特第二准则波形称为部分响应波形。利用部分响应波形进行传送基带传输系统称为部分响应系统。17第17页第Ⅰ类部分响应波形

拖尾按t-2衰减频带利用率高18第18页相关编码错误传输接收序列初值确实定19第19页模2判决(单极性)相关编码预编码(双极性)20第20页初始状态初始状态11101001111010010101100010100111101100010100111011121001111012201110100111101001+++–+––++++–+––+–+–++–––+–+––++++–++–––+–+––+++–000-2022000020-2-201110100111101001单极性双极性21第21页二元码差错率特征曲线单极性双极性Pb10lg(S/N)22第22页单极性二元码和双极性二元码比较误比特率Pb相同时，单极性二元码要求信号平均功率是双极性二元码2倍，或者说单极性NRZ码信噪比要比双极性NRZ码大3dB。S/N相同时，双极性二元码差错率低于单极性二元码。双极性二元码判决门限为0电平，该电平极易取得且稳定。23第23页M元码差错率特征曲线10lg(S/N)Ps24816M=3224第24页M元码传输特征功率利用率对于给定误码率Ps，M越大，要求信噪比越高，或者说功率利用率伴随M增加而显著变差。

频带利用率M元码频带利用率是二元码log2M倍。M越大，频带利用率越高，这对于频带受限信道是有利。25第25页以上图所表示4级移位存放器为例，图中线性反馈逻辑服从以下递归关系式：m序列产生和性质26第26页n级线性反馈移位存放器n级线性反馈移位存放器特征多项式m序列本原多项式27第27页m序列性质：周期为2n-1；一个序列中“1”和“0”出现概率大致相同，“1”码只比“0”码多一个；(平衡性)M序列有2n-1个游程，其中长度为1占1/2，长度为2占1/4，长度为3占1/8，以这类推,最长游程是n个连1码,次长游程是n-1个连0码。(游程分布特征)m序列自相关函数只有两种取值。当“0”、“1”码分别取值为“-1”、“+1”时，其自相关函数如图所表示。(相关特征)28第28页扰码和解扰扰码技术，就是不用增加多出码元而搅乱信号，改变数字信号统计特征，使其近似于白噪声统计特征，这么就能够给数字通信系统设计和性能预计带来很大方便。用m序列对信源序列进行扰码，以使信源序列随机化。在接收端用一样m序列解扰，恢复原有信源序列。伪随机信号含有一定随机特征：平衡性、游程分布和相关性。29第29页扰码和解扰原理扰码器能使输入序列变为伪随机码，因而在基带传输系统中可代替限制连“0”码各种复杂码型变换。30第30页采取扰码方法主要缺点：差错扩散。由反馈逻辑引入，反馈项数越多，差错扩散也越多。有可能输出全0(全1)码,但可能性很小。31第31页m序列在误码测试中应用在接收设备末端，由同时信号控制,产生一个与发端相同当地m序列。将当地m序列与收端解调出m序列逐位进行模2加运算，一旦有错，就会出现1码，用计数器计数，便可统计错误码元个数及比率。图6-33误码测试原理方框图习题32第32页眼图(Eyepattern)33第33页均衡(Equalization)频域均衡，是从校正系统频率特征出发，用滤波器特征去赔偿基带系统特征，使包含均衡器在内基带系统总特征满足无失真传输条件；

时域均衡，是从校正系统时域特征出发，利用均衡器产生时间波形去直接校正已畸变波形，以抵消码间串扰，使包含均衡器在内整个系统冲激响应满足无码间串扰条件。34第34页横向滤波器35第35页1、峰值失真准则2、均方失真准则均衡效果衡量36第36页横向滤波器实现1、迫零调整法按照最小峰值失真准则，当起始失真D01时，调整2N个抽头系数，使yk满足“迫零”均衡器使用要求：D0

1，即只有当均衡器输入端信号眼图“眼睛”睁开时才能使用该均衡器。2、最小均方误差法37第37页均衡器组成手动均衡器自动均衡器预置式均衡自适应均衡器周期调整连续调整线性均衡（不变或迟缓改变信道）例：横向滤波器非线性均衡（无线信道）例：反馈判决均衡器38第38页再生中继系统再生中继原理框图39第39页本章结束40第40页第六章习题

6.1二元信息序列01001100000100111，画出它所对应双极性非归零码、传号差分码、CMI(第一个1为“11”)、数字双相码(10表示0)波形。

6.2二元信息序列10011000001100000101,画出它所对应单极性归零码、AMI码和HDB3码波形。（注：第一个V与前面最近V之间有奇数个传号码）

6.3有4个连1与4个连0交替出现序列，画出用单极性不归零码、AMI码、HDB3表示时波形图。41第41页6.4什么是基带信号？数字传输信道对基带信号有何要求？6.5从传输角度看，AMI码有何优缺点?为何在数字通信系统中常采取HDB3码?6.6二进制信号信息速率为64kbit/s，若采取

=0.4升余弦滚降频谱信号，求它时域表示式；画出它频谱图；求传输带宽；求频带利用率。42第42页6.7设基带系统发送滤波器、信道及接收滤波器组成总特征为H()。若要求以2/Ts波特速率进行数据传输，试检验图题6.7所表示各种H()能否满足抽样点上无码间串扰条件？43第43页

6.8设二进制基带传输特征为试确定该系统最高码元传输速率Rb及对应码元间隔TS。*6.14若要求基带传输系统误比特率为10-6和10-7，求采取以下基带信号时所需要信噪比(1)单极性NRZ码；(2)双极性NRZ码；44第44页

6.17已知某线性反馈移位存放器特征多项式系数八进制表示为107，若移位存放器起始状态为全1。(1)求末级输出序列；(2)输出序列是否为m序列？为何？45第45页题1理想低通型信道截止频率为1024kHz，当传输以下二进制信号时求信号频带利用率和最高信息速率。1）理想低通信号；2）全升余弦信号；3）NRZ码；4）RZ码。题2对模拟信号f(t)进行线性PCM编码，量化电平数L=32。PCM信号先经过=0.4，截止频率为7kHz升余弦滚降滤波器，然后再进行传输。1)二进制基带信号无串扰传输时最高信息速率；