第5章-数字基带传输技术

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+E0Ts2Ts3Ts4Ts5Ts6Ts101101t+E010110Ts2Ts3Ts4Ts5Ts6Ts－E1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+E0Ts2Ts3Ts4Ts5Ts6Ts101101t+E0101101Ts2Ts3Ts4Ts5Ts6Ts－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+E0101101Ts2Ts3Ts4Ts5Ts6Ts－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)Ts2Ts3Ts4Ts5Ts7Ts8Ts9Tstt00+E+E－E11111000三阶高密度双极性码（HDB3）tttt0t0t0t0t+E+E+E+E－E－E－ENRZAMIHDB3(1)HDB3(2)10000110000010数字双相码Ts2Ts3Ts4Ts5Ts7Ts8Ts9Tstt00+E+E－E11111000密勒码Ts2Ts3Ts4Ts5Ts7Ts8Ts9Tstt00+E+E－E11111000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Ts111100tttt

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

t0g(t)10t31

码元发生串扰的示意图

第一类部分响应系统相加TsTs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R1R2R3R4R5二进制输入时的Ck电平数012I113II1215III

21

-15类别R1R2R3R4R5二进制输入时的Ck电平数IV10-13V-1020-15续表（2）相减2Ts2Ts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