配套课件-通信原理

《课程名称》课件第1章通信系统概述第2章信号分析第3章信道与噪声第4章模拟调制第5章模拟信号的数字传输第6章数字基带传输《通信原理》课件本书的封面第7章数字调制第8章差错控制编码第9章同步原理《课程名称》课件第1章通信系统概述第2章信号分析第3章信道与噪声第4章模拟调制第5章模拟信号的数字传输第6章数字基带传输《通信原理》课件本书的封面第7章数字调制第8章差错控制编码第9章同步原理

1.1

通信的基本概念1.2

通信系统的组成1.3

信息及其度量1.4

通信系统的分类及通信方式1.5

通信系统主要性能指标通信的基本概念1.1

通信（communication），就是信息的传递，是指由一地向另一地进行信息的传输与交换，其目的是传输消息。利用“电”来传递消息的通信方法称为电信(Telecommunication)，这种通信具有迅速、准确、可靠等特点，且几乎不受时间、地点、空间、距离的限制，因而得到了飞速发展和广泛应用。1．消息

我国古代就把客观世界的变化，把它们的发生、发展和结局，把它们的枯荣、聚散、沉浮、升降、兴衰、动静、得失等等变化中的事实称之为“消息”。只是到了近代才逐渐成为一种固定的新闻载体，所以“消息”又叫新闻。在日常生活中，把关于人或事物的报道称为消息。通信的目的是传输含有信息的消息。在通信系统中传输的是各种各样的消息，而这些被传送的消息有着各种不同的形式。例如：文字、符号、数据、语言、音符、图片、图像等。2．信息1948年，美国数学家、信息论的创始人仙农在题为“通讯的数学理论”的论文中指出：“信息是用来消除随机不定性的东西”。

1948年，美国著名数学家、控制论的创始人维纳在《控制论》一书中，指出：“信息就是信息，既非物质，也非能量。”

信息是指消息中包含的有意义的内容，它是通过消息来表达的，消息是信息的载体。3．信号信号是消息的物理载体。在通信系统中信号以电（或光）的形式进行处理和传输。信号基本上可分为两大类：模拟信号和数字信号。如果信号的幅度随时间作连续的、随机的变化，称为模拟信号。如果信号的幅度随时间的变化只具有离散的。有限的状态，称为数字信号。4．电信ITU对电信的定义是：利用有线、无线、光或者其他电磁系统传输、发射或接收符号、文字、图像、声音或其它任何形式的信息。通信系统的组成1.21.2.2

模拟通信系统的模型1.2.1

通信系统的模型1.2.3

数字通信系统的模型通信系统的模型1.2.11．信源信源是指信息源，信息的发送者。

2．发送设备发送设备是许多电路与系统的总称，其作用是将信源输出的信号进行处理，变换成适合在信道上传送的信号，送往信道。3．信道和噪声源信道是信号传输的通路，其作用是将来自发送端的信号发送到接收端。噪声来源于三个方面：一是通信设备内部由于电子作不规则运动而产生的热噪声；二是来自外部的噪声；三是由于信道特性（幅频和相频特性）不理想，使得传输的信号变形失真而产生的干扰。4．接收设备接收设备的功能正好与发送设备相反，它将从收到的含噪信号中恢复提取出有用的原始信号。5．信宿信宿与信源相对应，是信息的接收者。其作用是将由接收设备复原的原始信号转换成相应的消息，模拟通信系统的模型1.2.2

模拟通信系统传输连续的模拟信号，占用带宽窄，如每路语音信号带宽仅为4kHz。在信号的传输过程中，噪声叠加于信号之上，并随传输距离的增加而加强，在接收端很难将信号和噪声分离，系统的抗干扰能力较弱且不适于长距离信号传输。数字通信系统的模型1.2.31．信源编码器与信源译码器

信源编码器是将信源送出的信号进行适当处理，产生周期性符号序列，使其变成合适的数字编码信号。

信源译码器实现信源编码的逆过程，即解压缩和数/模转换。2．加密器与解密器

加密器主要用于需要保密的通信系统。加密处理的过程是采用复杂的密码序列，对信源编码输出的数码序列进行人为“扰乱”。

解密器实现的是加密器的逆过程，即从加密的信息中恢复出原始信息。3．信道编码器与信道译码器

信道编码是为了提高数字传输的可靠性，对传输中产生的差错采用的差错控制技术，也称为差错控制编码。

信道译码器完成信道编码器的逆过程，即从编码的信息中恢复出原始信息。4．数字调制器与数字解调器

数字调制器将数字基带信号变换成适合于信道传输的频带信号。数字解调器完成数字调制器的逆过程，即将收到的频带信号还原为数字基带信号。数字通信系统优点（1）抗干扰、抗噪声能力强，无噪声积累。（2）便于加密处理，保密性强。（3）差错可控。（4）利用现代技术，便于对信息进行处理、存储和交换。（5）便于集成化，使通信设备微型化。数字通信系统缺点（1）数字信号占用的频带宽。（2）对同步要求高，系统设备比较复杂。1．信息量定义传输信息的多少用“信息量”来衡量。概率论告诉我们，事件的不确定程度，可以用其出现的概率来描述。即事件出现的可能性越小，则概率就越小，反之，则概率就越大。信息及其度量1.3设信源是由q个离散符号（事件）组成的集合。每个符号的发生是相互独立的，第i个符号出现的概率是，且满足非负、归一性，即，，则第i个符号含有的信息量为几点说明：

1、信息量是消息的不确定程度

2、信息具有可加性

3、信息量的单位与对数的底数有关（比特bit）

4、等概率的数字信号的信息量2．熵的概念若各符号的出现统计独立，即信源是无记忆的，则平均每符号的信息量为熵的性质：

1、熵是每符号的平均信息量

2、熵是非负的

3、信源符号等概率发生时，熵具有最大值

4、信源符号不等概率时，H（S）＜Hmax（

S）【例1.3.1】一离散信源由0、1、2、3四个符号组成，它们出现的概率分别为3/8、1/4、1/4、1/8，且每个符号的出现都是独立的。试求某信息1022，0102，0130，2130，2120,3210,1003,2101,0023,1020,0201,0312,0321,0012,0210的信息量。0：23次，1：15次，2：15次，3：7次方法2：方法1：练习

某信源符号集由A、B、C、D、E、F组成，设每个符号独立出现，其概率分别为1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4，试求该信息源输出符号的平均信息量。通信系统的分类及通信方式1.41.4.2

通信方式1.4.1

通信系统的分类通信系统的分类1.4.11．按信号特征分类模拟通信系统和数字通信系统2．按通信业务分类电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统等3．按调制方式分类基带传输系统和频带传输系统4．按传输媒介分类有线通信系统和无线通信系统

5．按信号复用方式分类频分复用（FDM）、时分复用（TDM）、码分复用（CDM）和波分复用（WDM）。通信方式是指信息在信道上传送所采取的方式。如按信息码元传输的顺序可以分为并行传输和串行传输；如按信息传输的同步方式可分为同步传输和异步传输；如按信息传输的流向和时间关系可分为单工、半双工和全双工传输。通信方式1.4.21．并行传输与串行传输（1）并行传输并行传输指的是信息码元以成组的方式，在多条并行信道上同时进行传输。并行传输的主要优点是：①系统采用多个信道并行传输，一次传送一个字符，因此收、发双方不存在字符同步问题，不需要额外的措施来实现收、发双方的字符同步。②传输速度快，一位（比特）时间内可传输一个字符。并行传输的主要缺点是：①通信成本高。每位传输要求一个单独的信道支持，因此，如果一个字符包含8个二进制位，则并行传输要求8个独立的信道的支持。②不支持长距离传输。由于信道之间的电容感应，远距离传输时，可靠性较低，因此较少使用。适于在一些设备之间的距离较近时采用，例如，计算机和打印机之间的数据传送。（2）串行传输串行传输指的是组成字符的若干位二进制码排列成数据流以串行的方式在一条信道上传输。（1）需外加同步措施。（2）串行传输只需要一条传输信道，易于实现，是目前主要采用的远距离传输时一种传输方式。2．同步传输与异步传输（1）异步传输

异步传输方式一般以字符为单位传输，发送每一个字符代码时，都要在前面加上一个起始位，长度为1个码元长度，极性为“0”，表示一个字符的开始；后面加上一个终止位，长度为1、1.5或2个码元长度。异步传输的优点是实现字符同步比较简单，收、发双方的时钟信号不需要严格同步。缺点是对每个字符都需加入起始位和终止位（即增加2bit~3bit），降低了传输效率。

（2）同步传输同步传输是以固定的时钟节拍来发送数据信号的，因此在一个串行信息流中，各信号码元之间的相对位置是固定的（即同步）。两种同步方式，即字符同步和帧同步。同步传输方式与异步传输方式相比，由于它发送每一个字符时不需要对每个字符单独加起始位和终止位，只是在一串字符的前后加上标志序列，故具有较高的传输效率，但实现起来比较复杂。3．单工、半双工和全双工传输通信系统主要性能指标1.51.5.2

数字通信系统的主要性能指标1.5.1

模拟通信系统的主要性能指标1．有效性指标对于模拟通信系统来说，信号传输的有效性通常可用有效传输频带来衡量，即在指定信道内所允许同时传输的最大通路数。

2．可靠性指标模拟通信系统中信号传输的可靠性通常采用接收端输出信噪比（S/N）来衡量。模拟通信系统的主要性能指标1.5.11．有效性指标（1）码元传输速率（RB）定义：每秒传输信号码元的数目，又称调制速率、符号速率、波特率。单位：波特（Baud），简写为B或Bd，用符号RB表示。如果信号码元持续时间（时间长度）为T（单位为s），那么，码元传输速率公式为：数字通信系统的主要性能指标1.5.2（2）信息传输速率（Rb）

定义：每秒传输的信息量。单位：比特/秒（bit/s），用符号Rb表示。（3）频带利用率（）【例1.5.1】某二进制系统1分钟传送了18000bit信息。问：（1）其码元传输速率和信息传输速率各为多少？（2）若改用八进制传输，则码元传输速率和信息传输速率各为多少？练习

某一数字传输系统传输二进制码元的速率为2400B，该系统的信息传输速率是多少？若改为十六进制信号传输，码元传输速率不变，则此时的信息传输速率是多少？2．可靠性指标（1）误码率（Pe）

定义：通信过程中系统传错的码元数目与所传输的总码元数目之比，即传错码元的概率。记为：（2）误比特率（Pb）定义：通信过程中系统传错的信息比特数目与所传输的总信息比特数之比，即传错信息比特的概率，也称误信率。记为：（3）误字符率或误码组率

定义：通信过程中系统传错的字符（码组）数与所传输的总字符（码组）数之比，即传错字符（码组）的概率。记为：【例1.5.2】在强干扰环境下，某电台在5min内共接收到正确信息量355kbit，假设系统信息传输速率为1200bit/s。问：（1）系统的误信率是多少？（2）若具体指出系统所传数字为四进制信号，其误信率是否改变？为什么？练习

已知某四进制数字传输系统的信息传输速率为2400bit/s，接收端在半小时内共收到216个错误码元，试计算该系统的误码率。《课程名称》课件第1章通信系统概述第2章信号分析第3章信道与噪声第4章模拟调制第5章模拟信号的数字传输第6章数字基带传输《通信原理》课件本书的封面第7章数字调制第8章差错控制编码第9章同步原理《课程名称》课件第1章通信系统概述第2章信号分析第3章信道与噪声第4章模拟调制第5章模拟信号的数字传输第6章数字基带传输《通信原理》课件本书的封面第7章数字调制第8章差错控制编码第9章同步原理

2.1

信号概述2.2

确知信号分析2.3

随机信号分析信号概述2.12.1.1

信号的概念2.1.2

信号的分类2.1.3

几种常见信号2.1.4

信号的时域分析和频域分析信号的概念2.1.1“信号”来源于拉丁文“signum(记号)”一词，其含意甚广。“信号”这一术语不仅出现于科学技术领域之中，而且在日常生活之中每时每刻几乎都与信号打交道，人们对信号并不陌生。上课的铃声就是一种信号，火车、船舶的汽笛声，汽车的喇叭声也都是一种信号，这些都是声信号。

道路交叉路口和铁路轨道旁设置的红绿灯光是一种信号，发射信号弹的闪烁亮光也是一种信号，这些都是光信号。收音机和电视机天线从天空中接收到的电磁波是信号，它们每一级电路的输入、输出电压(voltage)或电流(current)也是信号，这都是电信号。

除此之外，还有电视机和计算机显示器屏幕上的图像文字信号，交警指挥的手势信号，军舰使用的旗语信号等等。所有这些五花八门的信号，虽然它们的物理表现形式各不相同，但是它们却存在两个共同特点：（1）无论是声信号、光信号、电信号，还是其它形式的信号，其本身都是一种变化着的物理量；（2）另一个特点则表现为，信号都包含有一定意义。

信号就是用于描述、记录或传输的消息(或者说信息)的任何对象的物理状态随时间的变化过程。简单而言，信号就是载有一定信息(或消息)的一种变化着的物理量。也可说，信号就是载有一定信息的一种物理体现。

人们用来传递信息的信号主要是电信号。电信号传播速度快，日常许多非电的物理量如压力、流速、声音、图像等都可以利用转换器变换为电信号进行处理、传输。上课电铃声的这种声信号和指挥交通的红绿灯这种光信号，都是由电信号控制和推动而得到的。作为声信号的语言通过话筒变换成电信号，放大之后推动扬声器又将其复原成语言信号，使之在较远处也能听到。

景物图像的光信号通过电视摄像机变成电信号，电视发射台加工处理之后以电磁波形式辐射到空间，远处的电视接收机收到辐射的电磁波后再一次加工处理使之在电视机屏幕上显示原景物的图像信号。所谓电信号(以后简称为信号)，一般指载有信息的随时间而变化的电压或电流，也可以是电容上电荷、线圈中的磁通及空间中的电磁波等电量。1．确知信号和随机信号确知信号是指能够表示为确定的时间函数的信号，也称确定性信号。确知信号分为周期信号和非周期信号。随机信号不是时间t的确定函数，它在每一个确定时刻的分布值是不确定的，只能通过大量试验测出它在某些确定时刻上取某些值的可能性的分布(概率分布)，也称不确定性信号。信号的分类2.1.2信号的分类确知信号的分析是随机信号分析的基础，本书重点分析确知信号的特性。（1）周期信号周期信号是指经过一定时间间隔周而复始重复出现，无始无终的信号，可表达为（2）非周期信号非周期信号是指时域上不周期重复，但仍能用数学表达式表达的确定性信号。2．连续（时间）信号和离散（时间）信号连续信号是指对每个实数t（有限个间断点除外）都有定义的函数，连续信号的幅值可以是连续的，也可以是离散的。离散信号是指仅在某些不连续的时刻有定义的信号，其幅值可以是连续的也可以是离散的。离散时间信号数字信号抽样信号3．能量信号和功率信号在一个周期内，R消耗的能量

平均功率可表示为设i(t)为流过电阻R的电流，v(t)为R上的电压瞬时功率为讨论上述两个式子，只可能出现两种情况：

(有限值)

(有限值) 满足式的称为能量信号，满足

式称功率信号。定义：一般说来，能量总是与某一物理量的平方成正比。令R=1，则在整个时间域内，实信号f(t)的平均功率能量一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号。一般持续时间无限的信号都属于功率信号:1．正弦信号几种常见信号2.1.3正弦信号的三要素：A

为振幅，ω为角频率（弧度/秒），为初始相角（弧度）2．矩形脉冲信号3．抽样信号Sa（t）4．单位阶跃信号例1：Et所以，矩形脉冲G(t)可表示为因为EttE5．单位冲激信号用极限定义单位冲激信号δ(t)t(1)t例如：用矩形脉冲取极限定义单位冲激信号的性质①筛选特性是偶函数③与单位阶跃信号的关系

冲激函数可以把冲激所在位置处的函数值抽取（筛选）出来。（3）（1）t01t0u(t)计算

(1)costδ(t)；(2)(t-1)δ(t)；

解

(1)costδ(t)=δ(t)，因为cos0=1。

(2)(t-1)δ(t)=-δ(t)，因为(t-1)|t=0=-1。练习信号的时域分析和频域分析2.1.4表2-1信号的时域描述与频域描述定义：

时域分析：描述信号的幅值随时间的变化规律，可直接检测或记录到的信号。频域分析：以频率作为独立变量的方式，也就是信号的频谱分析。

特点：直观、可以反映信号随时间变化过程，但不能揭示信号的频率结构特征。可以反映信号的各频率成分的幅值和相位特征。确知信号分析2.22.2.2

非周期信号及其频谱2.2.1

周期信号及其频谱1．信号分解为正交函数

周期信号及其频谱2.2.1正交函数和正交函数集若满足

则称和在区间（t1,t2）内正交。正交函数集

如有n个函数构成一个函数集，当这些函数在区间（t1,t2）内满足三角函数集在区间（t0，t0+T）组成正交函数集。傅里叶1768年生于法国1807年提出“任何周期信号都可用正弦函数级数表示”1829年狄里赫利第一个给出收敛条件拉格朗日反对发表1822年首次发表在“热的分析理论”一书中1830年去世傅立叶的两个最主要的贡献——“周期信号都可表示为谐波关系的正弦信号的加权和”——傅里叶的第一个主要论点“非周期信号都可用正弦信号的加权积分表示”——傅里叶的第二个主要论点2．傅里叶级数（1）傅里叶级数的三角函数展开式基波角频率n次谐波角频率

直流分量幅度

余弦分量幅度

正弦分量幅度

－－－－－－－－－－－－－－－令

则

称为n次谐波，是n次谐波的振幅，是其初相角。周期信号可以分解为各次谐波分量。【例2.2.1】将图2-12所示的正弦周期的方波信号展开为傅里叶级数。解：（2）傅里叶级数的指数形式3．周期信号的频谱（1）周期信号的频谱为了直观地表示出信号所含分量的振幅，以频率（或角频率）为横坐标，以各谐波的振幅或虚指数函数的幅度为纵坐标，可画出如图2-14所示的线图，称为幅度（或振幅）频谱，简称幅度谱。图中每条竖线代表该频率分量的幅度，称为谱线。

类似地，也可画出各谐波初相角与频率（或角频率）的线图，如图2-14（c）、（d）所示，称为相位频谱，简称相位谱。幅度频谱：以频率f（或角频率w）为横坐标，An或｜Fn｜为纵坐标。相位频谱：以频率f（或角频率w）为横坐标，为纵坐标。（2）周期矩形脉冲的频谱单边和双边幅度频谱和相位频谱脉冲宽度与频谱的关系

当周期T不变，脉宽减小时，谱线间隔不变，零点位置右移，频宽B增大，频谱幅度相应减小信号的频宽与脉宽成反比。周期与频谱的关系

当脉宽不变，周期T增大时，谱线间隔减小，谱线变密，零点位置不变，谐波分量增加，谐波幅度相应减小。当T=2,5,10时周期矩形波的频谱周期信号频谱具有以下几个特点：

第一为离散性，此频谱由不连续的谱线组成，每一条谱线代表一个正弦分量，所以此频谱称为不连续谱或离散谱。第二为谐波性，此频谱的每一条谱线只能出现在基波频率Ω的整数倍频率上，即含有Ω的各次谐波分量，而决不含有非Ω的谐波分量。第三为收敛性，此频谱的各次谐波分量的振幅虽然随nΩ的变化有起伏变化，但总的趋势是随着nΩ的增大而逐渐减小。当nΩ→∞时，|Fn|→0。

非周期信号及其频谱2.2.2

非周期信号是指在时域上不按周期重复出现，但仍可用准确的解析数学关系表达的信号。非周期信号包括准周期信号和瞬变非周期信号两类。

（1）准周期信号若各正(余)弦信号的频率比不是有理数，正(余)弦信号间找不到公共的周期，它们在合成后不可能经过某一周期重复，所以合成后不可能是一个周期信号，但是这样的一种信号在频域表达上却是离散频谱，这种信号称之为准周期信号。（2）瞬变非周期信号瞬变非周期信号是指除准周期信号以外的非周期信号。图2-19瞬变非周期信号1．傅里叶变换从傅里叶级数到傅里叶变换

若将非周期信号看作是周期信号T→∞的极限情况，非周期信号就可以表示为

以周期矩形脉冲为例，当T→∞时，周期信号就变成单脉冲信号的非周期信号。随着T的增大，离散谱线间隔

就变窄；当T→∞，→0时，离散谱就变成了连续谱。2．傅里叶变换与非周期信号的频谱非周期信号的频谱具有两大特点：连续性密度性

图2-20非周期信号的幅值谱密度【例2.2.1】求图2-21（a）所示的单个矩形脉冲的频谱，其中(a)门函数；(b)门函数的频谱；(c)幅度谱；(d)相位谱F(jw)wt2pt4pt2pt－4pt－(b)ogt(t)t¦Ó2¦Ó2£­1(a)F(w)wt2pt4pt(c)2pt－4pt－o(w)wp2pt4pt(d)2pt－4pt－o£­pjo3．傅里叶变换的性质

3．傅里叶变换的性质

（1）线性叠加

（2）对称性

（3）脉冲展缩与频带变化（尺度变换）时域压缩，频域展宽；时域展宽，频域压缩。

（4）信号的延时与相位移动（时移特性）即信号时延后，其幅度谱不变，各分量相位变化。

（5）信号的调制与频谱搬移（调制定理）

（6）时域卷积定理

（7）频域卷积定理例如则应用：系统响应的频谱

即系统响应的频谱等于输入信号频谱F(

)与系统频率特性H(

)的乘积。时域内的卷积对应为频谱的相乘↕↕↕h(t)H(

)f(t)y(t)=f(t)

h(t)F(

)Y(

)=F(

)H(

)4．几种典型信号的频谱（1）单位阶跃信号的频谱（2）单位冲激信号的频谱（3）正（余）弦函数的频谱（4）矩形脉冲的频谱函数（a）矩形脉冲波形（b）矩形脉冲的频谱（5）门函数频谱函数的傅氏反变换（a）矩形脉冲波形（b）矩形脉冲的频谱5．傅里叶变换应用于通信系统（1）滤波①无失真传输无失真传输系统的幅频特性及相频特性图2-26无失真传输系统的幅频特性及相频特性②滤波器改变信号中各个频率分量的相对大小，或者抑制，甚至全部滤除某些频率分量的过程称为滤波，完成滤波功能的系统称为滤波器。根据滤波器通、阻带所处的不同位置，可分为低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等基本滤波器。③理想低通滤波器理想低通滤波器的冲激响应（2）调制所谓调制，就是用一个信号（基带信号也称调制信号）去控制另一个信号（载波信号）的某个参量，从而产生已调制信号。①调幅，使载波的幅度随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。②调频，使载波的瞬时频率随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。③调相，使载波的相位随着调制信号的大小变化而变化的调制方式。以模拟调幅中的抑制载波的双边带调制为例（3）抽样通常称为抽样角频率。

随机信号分析2.32.3.2

随机过程的统计参数2.3.1

基本概念2.3.4

功率谱分析2.3.3

相关分析1．随机过程基本概念2.3.1

随机过程的基本特性可以从幅值域、时差域和频率域进行数学描述。主要的统计参数有均值、方差、均方值、概率密度函数、自相关函数、互相关函数、功率谱密度函数和互谱密度函数等。2．平稳随机过程平稳随机过程就是统计特征参数不随时间变化而改变的随机过程。

3．各态历经随机过程若从平稳随机过程中任取一样本函数，如果该单一样本在长时间内的平均统计参数(时间平均)和所有样本函数在某一时刻的平均统计参数(几何平均)是一致的，则称这样的平稳随机过程为各态历经随机过程。1．均值、方差、均方值随机过程的统计参数2.3.22．概率密度函数1．相关相关分析2.3.3相关系数2．自相关函数3．互相关函数1．功率谱密度函数功率谱分析2.3.42．互谱密度函数《课程名称》课件第1章通信系统概述第2章信号分析第3章信道与噪声第4章模拟调制第5章模拟信号的数字传输第6章数字基带传输《通信原理》课件第7章数字调制第8章差错控制编码第9章同步原理

3.1

信道概念及分类3.2

信道容量3.3

信道中的噪声信道概念及分类3.13.1.2

信道分类3.1.1

信道概念信道概念3.1.1通俗地说，信道指以传输介质为基础的信号通路。具体地说，信道一般指由有线或无线电线路提供的信号通路。抽象地说，信道实质是一段频带，允许信号通过，同时又给信号以限制和损害。信道特性的好坏直接影响通信系统的总特性信道特点信道的特点包括以下两个方面：（1）通信系统重要的传输环节；（2）通信系统中噪声的主要来源。信道分类3.1.2

根据信道的定义，如果信道仅是指信号的传输媒质，这种信道称为狭义信道；如果信道不仅是传输媒质，而且包括通信系统中的一些转换装置，这种信道称为广义信道。信道的分类信道分类狭义信道1广义信道23.1.2狭义信道

有线信道包括架空明线、对称电缆、同轴电缆及光纤等。无线信道包括短波、地面微波接力、卫星通信等。狭义信道是广义信道十分重要的组成部分，通信效果的好坏，在很大程度上将依赖于狭义信道的特性。

有线信道明线双绞线（对称电缆）同轴电缆光导纤维明线概念：架空明线是指平行而相互绝缘的架空裸线线路。优点：传输损耗低缺点：易受气候和天气的影响，并且对外界噪声干扰较敏感。明线现已逐步淘汰。双绞线概念：双绞线由两根彼此绝缘的铜线组成，这两根线按照规则的螺线状绞合在一起（也称为对称电缆）。绞合目的：将线对绞合起来是为了减轻同一根电缆内的相邻线对之间的串扰，且相邻线对通常具有不同的绞合长度。双绞线实物及内部结构图

双绞线双绞线又分为非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双绞线STP。除某些特殊场合(如受电磁辐射严重、对传输质量要求较高等)在布线中使用STP外，一般情况下我们都采用UTP。

UTP与STPUTPSTPUTP分类3类：3类UTP用于传统电话线，另外还用于10Mbps以太网，是早期网络中重要的传输介质4类：4类UTP因标准的推出比3类晚，而传输性能与3类UTP相比并没有提高多少，所以一般较少使用5类：五类UTP因价廉质优而成为快速以太网(100Mbps)的首选介质超5类：超五类UTP的用武之地是千兆位以太网(1000Mbps)。各类非屏蔽双绞线电气特性电缆类型数据速率（Mbit/s）用途1类UTP2.4模拟电话线/数字电话线2类UTP4数字电话线/ISDN和T1线路3类UTP164Mbit/s令牌环网、10BAST-T以太网数据传输、ISDN数字话音线路4类UTP2016Mbit/s令牌环网和10BAST-T以太网5类UTP10016Mbit/s以上令牌环网、10～100Mbit/s以太网数据传输6类UTP55016Mbit/s以上令牌环网、100Mbit/s以太网数据传输、600Mbit/s以上的全息图像7类UTP1000吉比特以太网数据传输8类UTP1000吉比特以太网数据传输9类UTP1000010吉比特以太网数据传输双绞线优缺点优点：由于其结构上的双绞特点，与外界间相互干扰小（抗电磁干扰）；带宽较宽，传输特性比较稳定。缺点：双绞线的传输损耗比明线大得多。同轴电缆概念：同轴电缆由同轴的两个导体构成，外导体是一个圆柱形的空管（在可弯曲的同轴电缆中，它可以由金属丝编织而成），内导体是金属线（芯线）。同轴电缆分类50欧姆的细缆：细缆（基带同轴电缆）用于基带信号传输，主要用于数字信号传输系统。

75欧姆的粗缆：粗缆（宽带同轴电缆）用于宽带信号传输，可以用于数字/模拟信号传输系统，如CATV有线电视信号传输，能够同时传输几百套电视节目。

同轴电缆实物同轴电缆优缺点优点：与外界间相互干扰小（外导体接地，屏蔽作用）；带宽大。缺点：成本较高（与双绞线比较）。光纤概念：光导纤维(简称光纤)是光纤通信系统的传输介质。是一种纤细（2~125μm）柔韧能够传导光线的介质（光导纤维），以光波作为载波的信道。结构：光纤呈圆柱形，由纤芯、包层和护套三部分组成。光纤实物内部结构图光纤优缺点优点：低传输损耗（长距离无中继），高带宽（容量大），抗干扰能力强等。缺点：成本较高（完整系统），部分器件技术问题尚需解决。无线信道无线信道主要由无线电波和光波作为传输载体。光波：在光波中，红外线、激光是常用的信号载体。短距离：红外线。如电视机遥控器。远距离：光波。可用于建筑物之间的局域网连接。无线电波：绝大多数无线通信都采用无线电波作为信号传输的载体。无线电波频率资源划分表几种主要无线信道短波地面微波接力卫星通信短波短波是指频率为3～30MHz的无线电波。短波的基本传播途径有两个：一个是地波，一个是天波。短波的主要传播途径是天波。

地球大气层的结构对流层：地面上0~10km平流层：约10～60km电离层：约60～600km地面对流层平流层电离层10km60km0km对流层地球0~10km电离层60~600km平流层电磁波传播：地波、天波、视距传播多径传播多径传播：电波经由不同的路径到达接收点。多径传播有以下几种形式:(1)电波从电离层的一次反射和多次反射；

(2)电离层反射区高度所形成的细多径；

(3)地球磁场引起的寻常波和非寻常波；

(4)电离层不均匀性引起的散射现象。

图3-16多径形式示意图

(a)一次反射和两次反射；(b)反射区高度不同；

(c)寻常波与非寻常波；(d)散射现象

短波优缺点、应用优点：抗毁能力和自主通信能力强；在山区、戈壁、海洋等地区，主要依靠短波；运行成本低。缺点：稳定性较差，噪声较大。应用：广泛应用于电报、电话、低速传真通信和广播等方面。地面微波接力概念：由于微波是按照近似直线的方式进行传播的，如果两个站点间相距太远，那么地球本身就会阻碍电磁的传输，因此在中间每隔一段距离就需要安装一个中继器来使电磁波传输得更远。中继距离：中继器间的距离大约与站高的平方根成正比，如果站高为100m，则中继器之间的距离可以约为80km（距离一般在50～100km之间）。

地面微波接力传输地面微波接力优缺点优点：容量大；质量高；投资小。缺点：容易失真。易受环境因素影响。安全性差。

维护难度大。应用：传输电话、电报、图像、数据等信息。

卫星通信人造卫星中继信道可视为无线电中继信道的一种特殊形式。卫星中继信道由通信卫星、地球站、上行线路及下行线路构成。同步卫星离地面高度为35860km。卫星通信系统卫星通信优缺点、应用优点：传输距离远；覆盖地域广；传播稳定可靠；传输容量大。缺点：技术要求高；一次性投入大。应用：目前广泛用来传输多路电话、电报、数据和电视。缺点卫星发射和控制技术复杂地球两极地区为通信盲区，地球高纬度地区通信效果不好存在星蚀和日凌中断卫星使用寿命短，可靠性要求高传输延迟大，回波干扰往返传播延迟约为0.54s

星蚀和日凌中断地球太阳地球太阳

当地球处于卫星与太阳之间时，地球把阳光遮挡，此时卫星的太阳能电池不能正常工作，星载电池只能维持卫星自转而不能支持转发器正常工作，这种现象造成的通讯中断称为星蚀。每年春分、秋分时，地球、卫星、太阳在同一直线上。当卫星在地球与太阳之间时，地球上的小站在接收卫星信号的同时，受到太阳辐射的影响，使通讯中断，此现象称为日凌。常用传输介质的比较广义信道通信系统中，凡信号经过的一切通道统称为广义信道。

广义信道不但包括传输媒介，还包括馈线、天线、调制/解调器、编码/译码器等各种形式的转换、耦合等设备。广义信道主要用于通信系统性能分析。

广义信道从消息传输的观点分析问题，把信道范围扩大了。其意义在于仅关注传输结果，不关心传输过程，使通信系统模型及其分析大为简化。

广义信道分类广义信道通常可分为调制信道和编码信道两大类。调制信道概念：调制信道是指从调制器输出端到解调器输入端的所有电路设备和传输介质，调制信道主要用来研究模拟通信系统的调制、解调问题，故调制信道又可称为连续（信号）信道。调制信道中传输的是已调信号，为模拟信道。编码信道概念：编码信道的范围是从编码器输出端至译码器输入端，编码器的输出和译码器的输入都是数字序列，故编码信道又称为离散信道。主要用于研究数字通信系统。编码信道中传输的是已编信号，为数字信道。信道模型调制信道模型1编码信道模型23.1.3调制信道模型

调制信道对信号的影响是由信道的特性及外界干扰造成的，可以用一个二对端（或多对端）的时变线性网络来表示

。图3-9调制信道模型调制信道模型时变线性网络图3.2.2调制信道模型加性干扰乘性干扰调制信道模型恒参信道：当k(t)=常数时，称为恒参信道，例如，同轴电缆。随参信道：当k(t)

常数，称为随参信道，例如，移动蜂窝网通信信道。恒参信道恒参信道指信道的乘性干扰k(t)随时间缓变或不变，可以等效为线性时不变网络。各种有线信道和部分无线信道，如卫星通信链路信道，微波中继链路信道、中长波、地面波传播信道都属于恒参信道。若信道特性为h(t)，则输出信号可表示为

信号无失真传播条件要使任意一个信号通过线性网络不产生波形失真，网络的传输特性应该具备以下两个理想条件：系统函数的幅频特性H(ω)是一个不随频率变化的常数。系统函数的相频特性φ(ω)为一过原点的直线，即群时延为常数。网络的传输系统函数信号无失真传播条件两种失真及其影响（1）幅频失真也称为频率失真，使信号的不同频率分量受到不同衰减，从而导致信号波形失真。（2）相频失真也称群时延失真，使信号的不同频率分量产生不同的时延，从而导致信号波形失真。（1）幅频失真图3.3.9典型音频电话信道的衰耗－频率特性曲线35008002000280030006(a)0300A(f)/dB

3020100120024003600f/Hz(b)A(f)/dBf/Hz（2）相频失真wt

(w)O理想特性j(w)Ow理想特性图3.3.11典型音频电话信道的相频特性及群时延－频率特性随参信道随参指信道的乘性干扰k(t)随时间快变化，如短波电离反射、超短波流星余迹散射、多径效应和选择性衰落均属于变参信道。表达式频率选择性衰落：信号中不同频率成分受到不同程度的衰减，结果是引起信号波形失真。编码信道模型编码信道是包括调制信道、调制器以及解调器的信道，主要研究信道对所传输的数字信号的产生影响。编码信道所关心的是：在经过信道传输之后数字信号是否出现差错以及出现差错的可能性有多少。编码信道对信号的影响则是一种数字序列的变换，因此编码信道可以用转移概率（条件概率）来描述。

二进制编码信道模型编码信道模型可以用数字的转移概率来描述正确转移概率错误转移概率二进制编码信道模型概率关系：编码信道分类编码信道分为无记忆信道和有记忆信道。在编码信道中，若数字信号的差错是独立的，也就是数字信号的前一个码元差错对后面的码元无影响，称此信道为无记忆信道。如果前一码元的差错影响到后面码元，这种信道称为有记忆信道。信道容量3.23.2.2

离散信道信道容量3.2.1

连续信道信道容量信道容量概念信道容量是信道的极限传输能力，即信道能够传送信息的最大传输速率。其数学表达式为：

C=maxR信道可以分为：连续信道（调制信道）离散信道（编码信道）

连续信道信道容量3.2.1香农公式：假设连续信道的加性高斯白噪声功率为N（W），信道的带宽为B（Hz），信号功率为S（W），则该信道的信道容量为:香农公式关于香农公式，须注意以下三点：信噪比S/N为实际比值，而不是dB；信道容量C的单位是b/s，而不是波特（码元/秒）；信道容量三要素：信道带宽B、噪声单边功率谱密度n0和信号功率S，信道容量和这三要素有密切关系。信道容量与三要素的关系1）给定、，增大信号功率，则信道容量也增加，若信号功率趋于无穷大，则信道容量也趋于无穷大。2）给定、，减小噪声功率谱密度，则信道容量增加，对于无噪信道即，信道容量趋于无穷大。3）给定、，增加信道带宽，则信道容量也增加，但当带宽趋于无穷大时，信道容量存在极限值:信道容量和带宽的关系信道容量四个结论（1）当给定B、S/N时，信道的极限传输能力(信道容量)C即确定。（2）当信道容量C一定时，带宽B和信噪比S/N之间可以互换。（3）增加信道带宽B并不能无限制地增大信道容量。（4）信道容量C是信道传输的极限速率时，由于，I为信息量，T为传输时间。连续信道信道容量例题1设模拟电话信道带宽为3.4KHZ，信道上只存在加性噪声；（1）若信道的输出信噪比为30dB，求该信道的最大信息传输速率；（2）若要在该信道中传输33.6kb/s的数据，试求接收端要求的最小信噪比为多少。连续信道信道容量例题2

某一待传输的图片含800×600个像素，各像素间统计独立，每像素灰度等级为8级（等概率出现），要求用3s传送该图片，且信道输出端的信噪比为30dB，试求传输系统所要求的最小信道带宽。练习

每帧电视图像可以大致认为由30万个像素组成。对于一般要求的对比度，每一像素大约取10个可辨别的亮度电平（例如对应黑色、深灰色、浅灰色、白色等）。现假设对于任何像素，10个亮度电平是等概率出现的，每秒发送30帧图像，还已知，信道中的干扰为加性高斯白噪声，并且为了满意地重现图像，要求信道中信噪比为30dB。计算传输上述电视图像信号所需的信道带宽。

离散信道信道容量奈奎斯特准则：频带宽度为B（Hz）的无噪声数字信道，所能传输的信号的最高码元速率为2B波特（Baud），则最大信息速率3.2.2式中N为码元符号所能取得离散值个数，即N进制。离散信道信道容量例题1

设现有一带宽为3000Hz的无噪声数字信道，用于传输16进制数据信号，请计算该信道的信道容量。离散信道信道容量例题2

某一无噪声数字信道，系统带宽为500Hz,信道容量是3000b/s，求该信道传输符号的进制数。练习1、设数字信道的信道带宽为1000HZ，采用8进制传输，计算无噪声时信道容量。2、设数字信道的信道容量为24kbit/s，采用四进制传输，则无噪声时的数字信道的带宽是（）

A.12KHzB.6KHzC.48KHzD.24KHz

练习1、已知模拟信道的频带宽度为3000HZ，信噪比S/N=20dB，求信道容量。2．设带宽为4000Hz的模拟信道，只存在加性高斯白噪声，如果信号噪声功率比为100，则该信道的传输容量是（）

A.26.6KHzB.8KHzC.4KHzD.53.2KHz信道中的噪声3.3噪声分类噪声来源常见噪声噪声来源信道中加性噪声的来源，一般可以分为三方面：人为噪声自然噪声内部噪声

噪声分类单频噪声脉冲噪声起伏噪声

常见噪声

白噪声：在通信系统中，经常碰到的噪声之一就是白噪声。所谓白噪声是指它的功率谱密度函数在整个频域内是常数，即服从均匀分布。图3-13白噪声的功率谱密度和自相关函数常见噪声

高斯白噪声：在实际信道中，另一种常见噪声是高斯噪声。所谓高斯噪声是指它的概率密度函数服从高斯分布（即正态分布）的一类噪声。其一维概率密度用数学式表示如式3-13所示。式中，为噪声的数学期望值，也就是均值；为噪声的方差。

本章小结1、信道概念及分类2、信道容量3、噪声5.0引言5.1脉冲编码调制（PCM）5.2增量调制（）5.3时分复用（TDM）

第5章模拟信号的数字传输5.0引言模拟信号的数字传输系统模拟信源模/数转换器数字通信系统数/模转换器模拟信宿A/D转换器D/A转换器语音信号的数字化叫做语音编码图像信号的数字化叫做图像编码语音编码的分类波形编码是直接把时域波形变换为数字代码序列，比特率通常在16kb/s～64kb/s范围内，接收端重建信号的质量好。（PCM、ADPCM、DM）参量编码是利用信号处理技术，提取语音信号的特征参量，再变换成数字代码，其比特率在4.8kb/s以下，但接收端重建(恢复)信号的质量不够好。（LPC）

混合编码是介于波形编码和参量编码之间的一种编码，即在参量编码的基础上,引入了一定的波形编码的特征,来达到改善自然度的目的,其比特率在4.8kb/s～16kb/s。（RPE－LPC）5.1脉冲编码调制（PCM）PCM是模拟信号数字化的一种具体方法，它包括取样、量化和编码三个步骤。012345678设置的量化电平0.63.62.80.61.74.67.50.51.52.53.54.55.56.57.5量化值二进制代码PCM码元波形0.53.52.50.51.54.57.5000011010000010100111图5.2取样、量化、编码过程示意图5.1.1取样取样:将时间上连续的模拟信号转化为时间离散而幅度上连续的样值序列（PAM）。1．低通信号的取样定理

一个频带限制在内的连续信号m(t)，如果取样速率大于或等于，则可以由样值序列无失真地重建原始信号m(t)。

（1）m(t)是低通信号，最高频率为；（2）取样速率，的单位为次/秒，有时也被称为取样频率，其单位为Hz；（3）本书讨论的是等间隔取样，也称为均匀取样。

注意奈奎斯特取样间隔

奈奎斯特取样速率2．实际应用时应注意的问题(1)是理想周期性冲激脉冲序列，实际不可能实现，一般用幅度有限、宽带很窄的脉冲代替(2)实际中重建滤波器非理想LPF，应有，一般取(3)实际信号波形时间受限而不是频带受限，应对预滤波，滤除以上的少量频率成份，称为抗混叠滤波器。一般语音信号的频率在300－3400Hz的范围，实际中，一般取抽样频率8000Hz。5.1.2量化1．量化及量化噪声

量化：用预先规定的有限个电平来表示取样值量化电平：预先规定的电平

量化台阶：相邻两个量化电平之间的间隔

（1）量化将模拟信号变成数字信号。（2）量化电平与取样值之间的差称为量化误差，称为量化噪声

均匀量化信噪比随信号电平的减小而下降。小功率信号的信噪比非常小，达不到要求。而且小功率信号的出现的概率大，应照顾小信号。为了提高小信号的量化信噪比，必须减小小功率信号的量化间隔。而要保证编码位数不变，又必须增大大信号的量化间隔，减小大信号的量化信噪比（但仍满足要求）。这就是非均匀量化的基本思想。非均匀量化的实现方法：（1）压缩+均匀量化（压扩特性）（2）直接进行非均匀量化（A律13折线）压缩与扩张的示意图（1）压缩+均匀量化

μ律(北美、日本）A律（中国、欧洲）（2）直接进行非均匀量化A律13折线输入x输出y11/82/83/84/85/86/87/815.1.3编码量化电平编号自然二进制码折叠二进制码格雷码0000001110000100010110000120010010100113001101000010401000011011050101001001116011000010101701110000010081000100011009100110011101101010101011111110111011111012110011001010131101110110111411101110100115111111111000PCM8位码极性码段落码段内码C1C2C3C4C5C6C7C813折线编码Q=256段号段落码10002001301040115100610171108111段号段内码100002000130010400115010060101701108011191000101001111010121011131100141101151110161111段落采用非均匀量化，段内采用均匀量化，共8位，即Q=28=256。最小量化台阶表5-2-113折线量化时正向八段的起止电平及量化台阶第1段第2段第3段第4段第5段第6段第7段第8段起电平01632641282565121024止电平16326412825651210242048量化台阶248163264例5.1.1设输入电话信号抽样值的归一化动态范围在-1至+1之间，将此动态范围划分为4096个量化单位，即将1/2048作为1个量化单位。当输入抽样值为+1270时，试按照A律13折线特性编码，并求量化误差。练习1、输入的抽样值为＋635⊿，按照A律13折线PCM编码，写出8位编码并计算量化误差。

2、输入的抽样值为＋968⊿，按照A律13折线PCM编码，写出8位编码并计算量化误差。

3、输入的抽样值为＋1060⊿，按照A律13折线PCM编码，写出8位编码并计算量化误差。例5.1.2设某一电平的A律13折PCM编码为11110011，求该电平的量化数值（归一化）。5.2增量调制（ΔM）增量调制简称∆M或DM，它是继PCM后出现的又一种模拟信号数字传输的方法。PCM中，代码表示样值本身的大小，所需码位数较多，导致编译码设备复杂；而在∆M中，它只用一位编码表示相邻样值的相对大小，从而反映抽样时刻波形的变化趋势，而与样值本身的大小无关。∆M与PCM编码方式相比具有编译码设备简单，低比特率时的量化信噪比高，抗误码特性好等优点。5.2.1.简单增量调制

基本思想对于语音信号，如果抽样速率很高，那么相邻样点之间的幅度变化不会很大，相邻抽样值的相对大小（差值）同样能反映模拟信号的变化规律。m(t)代表时间连续变化的模拟信号，我们可以用一个时间间隔为∆t，相邻幅度差为+

或-

的阶梯波形m

(t)来逼近它。只要∆t足够小，即抽样速率fs=(1/∆t)

足够高，且

足够小，则阶梯波m

(t)可近似代替m(t)。

量化台阶图7-9增量编码波形示意图

阶梯波近似：“1”表示上升一个量化台阶，“0”表示下降一个量化台阶

斜变波近似：“1”表示正斜率，“0”

表示负斜率5.2.2简单增量调制的量化噪声

(b)过载量化误差(a)一般量化误差量化台阶σ最大跟踪斜率无过载条件⊿M采样速率典型值为16kHz，32kHz，通信质量不如PCM

5.2.3自适应增量调制量化台阶

的选择：采用大，避免过载，但量化噪声增大采用小，降低量化噪声功率，但会出现过载根据信号斜率的变化自动改变台阶：当信号变化快时，用大台阶；当信号变化慢时，用小台阶；既能避免过载的发生又能减小一般量化噪声。5.2.4PCM和

M的比较

PCM和∆M都是模拟信号数字化的基本方法。PCM是对样值本身编码，∆M是对相邻样值的差值编码。这是∆M与PCM的本质区别。(1)抽样速率

PCM系统中的抽样速率fs

是根据抽样定理来确定的。若信号的最高频率为fH

，则fs

2fH

。∆M系统的抽样速率不能根据抽样定理来确定。在保证不发生过载，达到与PCM系统相同的信噪比时，∆M的抽样速率远远高于奈奎斯特速率。(2)量化信噪比在相同的信道带宽（即相同的数码率fb

）条件下：在低数码率时，∆M性能优越；在编码位数多，码率较高时，PCM性能优越。(3)

抗误码性能增量调制的抗误码性能好，能工作于误码率为10-2~10-3的信道中；而PCM要求误比特率通常为10-4~10-6。(4)

编译码设备增量调制的编译码器比PCM简单。5.3时分复用及PCM帧结构

图7–403路时分复用波形(a)第1路；(b)第2路；(c)第3路；(d)3路合成的波形图7-13PCM帧结构16×125us=2ms帧周期:125us帧长度：路时隙宽度：每路的数码率:复帧周期：256bit3.9us、8bit帧数码率:PCM的高次群

本章小结掌握脉冲编码调制PCM理解∆

M的原理掌握时分复用及PCM帧结构重点：PCM编码时分复用难点：量化PCM编码6.1数字基带传输系统组成6.2数字基带传输码型及功率谱特性

6.3无码间干扰的基带传输系统6.4数字基带传输系统性能及处理第6章数字基带传输序言（一）数字基带信号数字基带传输（二）研究数字基带传输的意义

（一）数字基带信号数字基带传输

来自数据终端的原始数据信号，如计算机输出的二进制序列，或者是来自模拟信号经数字化处理后的PCM码组等都是数字信号。这些信号往往包含丰富的低频分量，甚至直流分量，因而称之为数字基带信号。

在某些具有低通特性的有线信道中，特别是传输距离不太远的情况下，数字基带信号可以直接传输，我们称之为数字基带传输。而大多数信道，如各种无线信道和光信道，则是带通型的，数字基带信号必须经过载波调制，把频谱搬移才能在信道中传输，我们把这种传输称为数字频带传输（数字调制）。

（二）研究数字基带传输的意义

目前，虽然在实际应用场合，数字基带传输不如频带传输那样广泛，但对于基带传输系统的研究仍是十分有意义的。一是因为在利用对称电缆构成的近程数据通信系统广泛采用了这种传输方式；二是因为数字基带传输中包含频带传输的许多基本问题，也就是说，基带传输系统的许多问题也是频带传输系统必须考虑的问题；三是因为任何一个采用线性调制的频带传输系统可等效为基带传输系统来研究。

图6-1数字基带传输系统

6.1数字基带传输系统的构成基带传输系统的基本结构如图6-1所示。它主要由信道信号形成器、信道、接收滤波器和抽样判决器组成。为了保证系统可靠有序地工作，还应有同步系统。

agedcbf图4-2基带系统各点波形示意图产生误码的原因：一是信道加性噪声；二是基带系统传输总特性（包括收、发滤波器和信道的特性）不理想引起的波形延迟、展宽、拖尾等畸变，使码元之间相互串扰。此时，实际抽样判决值不仅有本码元的值，还有其他码元在该码元抽样时刻的串扰值及噪声。显然，接收端能否正确恢复信息，在于能否有效地抑制噪声和减小码间串扰，无码间干扰传输正是本章讨论的重点。

6.2数字基带传输码型和功率谱特性

6.2.1数字基带信号的基本码型

数字基带信号用数字信息的电脉冲表示。数字信息的表示形式称为数字基带信号的码型，相应的电脉冲形状称为数字基带信号的波形。数字基带信号的波形有很多，常见的有矩形脉冲、三角波、高斯脉冲和升余弦脉冲等。最常用的是矩形脉冲，因为矩形脉冲易于形成和变换。数字基带信号常见的码型

1.单极性不归零码(NRZ)2.双极性不归零码(BNRZ)3.单极性归零码(RZ)4.双极性归零码(BRZ)5.差分码

（相对码）6.AMI码（传号交替反转码）7.HDB3码（三阶高密度双极性码）8.曼彻斯特及差分曼彻斯特码应用：电路内部、近距离传输时设备之间、过渡码型。01011001+E01.单极性不归零码(NRZ)(1)含有低频和直流成分（一般有线信道低频传输特性比较差）。(2)不能直接提取位定时信息。2.双极性不归零码（BNRZ)01100101+E-E(1)

不含直流成分，不需要接地的电缆来传输。(2)出现连0或连1时，不能提取位定时信息。应用：

V系列接口和RS-232C接口标准。3.单极性归零码（RZ）01011001+E0Tτ占空比可直接提取位定时信息。带宽比不归零码带宽要宽。

正向脉冲表示“1”，负向脉冲表示“0”。正向脉冲和负向脉冲都在码元间隔时间内返归到零。01011001+E-E4.双极性归零码（BRZ）“1”“0”等概时，无直流分量携带丰富的定时信息

用相邻脉冲的极性变化与否来表示二进制码元“1”或“0。例如：“1”-相邻码元电平发生改变，“0”-相邻码元电平不改变。+E01