基本码型课件讲解

通信原理课程负责人：殷玲Telmail:258475723@项目6数字信号的基带传输项目描述数字处理的灵活性使得数字传输系统中传输的数字信息既可以是来自计算机、电传机等数据终端的各种数字信号，也可以是来自模拟信号经数字化处理后的脉冲编码（PCM）信号等。这些数字信号所占据的频谱是从零频或很低频率开始，称为数字基带信号。在某些具有低通特性的有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下，基带信号可以不经过载波调制而直接进行传输。例如，在计算机局域网中直接传输基带脉冲，这类系统统称为数字基带传输系统。而把包括调制和解调过程的传输系统统称为数字带通（或频带）传输系统。教学目标了解数字基带传输系统；掌握常见码型的设计及抗噪声性能。百学须先立志思政育人理解串扰，能看透环境对人的影响；养成良好的学习习惯，营造积极向上的学习环境。百学须先立志认识码型任务11.1数字基带信号及功率谱1.数字基带信号数字基带信号是表示数字信息的点波形，可以用不同的电平或脉冲来表示。数字基带信号（简称基带信号）的类型有很多，现以矩形脉冲为例，介绍几种基本的基带信号波形。（a）单极性码特点：含直流和低频分量应用：设备内部和数字调制器中。（b）双极性码优点：无直流分量（等概）、抗扰能力较强。应用：V.24、RS-232C接口标准和数字调制器中。基本码型（c）单归零码特点：可从中直接提取位定时信号，应用：作为其他码型提取同步时钟时的一种过渡码型。（d）双归零码它兼有双极性和归零波形的特点归零（RZ）：占空比<1；常用半占空波形（=50%）（e）差分码特点：用相邻码元电平的跳变或不变来表示信息码元，而与本码元的电平无关。传号差分：“1”变，“0”不变；空号差分：“0”变，“1”不变；优点：可以消除设备初始状态不确定性的影响，应用：在相位调制系统中（参见项目7）可用于解决载波相位模糊问题。以上基本码型一般用于设备内部和近距离的传输，或用作过渡码型。2.

数字基带信号的功率谱研究目的：

观察信号中的频谱成分（如直流分量、定时分量）确定信号带宽。分析方法：

根据维纳-辛钦定理；利用计算机仿真等。分析结果：式中，

为码元持续时间；

为某种脉冲波形；

为第n个码元所对应的电平值，例如，对于双极性基带信号，有由于是一个随机量，所以数字基带信号

通常是一个随机的脉冲序列，其频谱特性需要用功率谱来描述。数字基带信号可表示为讨论：（1）功率谱通常包含连续谱（第1项）和离散谱（第2项）。（2）连续谱始终存在，频谱的形状取决于、的频谱。通常，根据连续谱可以确定信号的频带宽度。（3）离散谱是否存在，取决于和及其出现的概率。对于双极性信，且P=1/2（等概）时，没有离散谱。根据离散谱可以确定信号中是否含有直流分量和定时分量。对于二进制的随机脉冲序列s(t)，设：

“0”—，以概率P出现

“1”—，以概率（1-P）出现则s(t)的双边功率谱密度为

+

式中，；和分别为和的频谱。【例6-1】假设P=1/2（等概），求单、双极性非归零（NRZ）矩形脉冲序列和单、双极性归零（RZ）矩形脉冲序列的功率谱。讨论：（1）信号带宽主要取决于单个脉冲的频谱。若以谱的第1个零点计算，NRZ（）基带信号的带宽为；RZ（）基带信号的带宽为。其中，是位定时信号的频率，在数值上与码元速率相等。（2）单极性RZ信号中有定时分量（即分量），可直接提取。（3）双极性NRZ或RZ信号没有离散谱（等概时），既没有直流分量也没有定时分量。1.2基带传输的常用码型

1.线路码型码型变换把信码变换成适合在信道中传输的码型（简称线路码或传输码）主要目的改变信号的功率谱形状或成分，以适应基带传输的要求选码原则无直流分量，且低频分量小；含有同步（定时）信息；功率谱主瓣窄，以节省传输频带；具有一定的宏观检错能力；编译码简单。满足或部分满足以上原则的线路码有很多。2.

常用码型几种常用的线路码

AMI码、HDB3码、双相码和CMI码

nBmB码、多电平码AMI码（传号交替反转码）编码规则：将信码中的“1”交替编成“+1”和“−1”，而“0”保持不变。例如：信码：

10000

10000110000000011…AMI码：+10000−10000+1-100000000+1−1…可见，AMI码的波形是三电平（正、负、零）的半占空归零码波形。优点：无直，且高、低频分量少；具有宏观自检能力；编译码电路简单。应用：AMI码是北美电话系统中时分复用基群的线路接口码型。缺点：当信码出现连“0”串时，不利于定时信息的提取。解决：扰码；采用HDB3码。HDB3码（3阶高密度双极性码）编码规则：（结合例子表述）例如：

信码：

100011000010000110000000011HDB3码：-1000+1−1000V-+1000V+−1+1B-00V-B+00V+−l+1HDB3码的波形也是三电平的半占空归零码波形，其功率谱如图所示:特点：保留了AMI码的优点，且使连“0”个数不超过3个，有利于定时信息的提取。应用：ITU建议HDB3码作为A律PCM-TDM四次群以下的线路接口码型。译码：译码的关键是寻找破坏脉冲（V码）。若3连“0”的前后非零脉冲同极性：“000V”形式，译为“0000”；若2连“0”的前后非零脉冲同极性：“B00V”形式，译为“0000”。双相码又称曼彻斯特（Manchester）码、分相码编码规则：信息码01双相码0110对应波形

相位的一个

周期方波0相位的一个周期方波特点：双极性非归零码，无直，含有丰富的定时信息，编码简单。缺点：占用的频带宽度加倍了。应用：适用于数据终端设备上近距离传输。CMI码（传号反转码）编码规则：“1”——“11”和“00”交替；“0”——“01”。

特点：双极性非归零码，无直；从它的下跳沿可直接提取位定时信号；不会出现3个以上的连码，这个规律可用来宏观检错。

应用：PCM四次群采用的线路接口码型；速率低于8.448Mitb/s的光纤传输系统中。波形和功率谱：nBmB码双相码和CMI码均可视为lB2B码，它们都是将1位二进制符号转换成了2位二进制码元，因此传输速率增加一倍，所需信道带宽加倍。nBmB码可看成是lB2B码的推广，n个二进制码组

m个二进制码组。新码组有2m种组合，故多出（2m−2n）种组合。选出可