数字通信技术第5章1

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本章要求

(参考学时为8学时)

掌握基带传输的基本码型、奈奎斯特 第一准则，理解基带数字信号的频谱特性， 了解眼图的意义，了解奈奎斯特第二准则 和时域均衡原理。

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知识要点 基带数字信号传输码型 基带数字信号频率特性 无码间干扰的基带传输(奈奎斯特第一准则) 部分响应系统(奈奎斯特第二准则) 眼图的概念 均衡原理21:48 3

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第5章 基带数字信号的表示和传输

5.1 概述★ 什么是基带数字信号？未经调制的数字信号，它所占据的频谱 通常是从零频或很低频率开始的。

★ 什么是基带数字传输系统？信号不经过载波调制而直接进行传输。

★ 着重解决：怎样设计系统的传输特性以实现基带数 字信号的成功传输。21:48 4

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第5章 基带数字信号的表示和传输

★数字信号传输时为什么需要不同的表示 方法？ 为了去除直流分量和频率很低的分量 为了在接收端得到每个码元的起止时刻信息； 为了使信号的频谱和信道的传输特性相匹配

★结论 由消息转换而来的数字信号一般都不适 合信道传输，通常在传输前还要以上述 为目的进行处理。21:48 5

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第5章 基带数字信号的表示和传输

5.2 字符的编码方法(简)

何谓字符？汉字、数字和英文字母 … ,统称为字符。

汉字的编码方法：4位十进制数字表示一个汉字。例如，电报编码： “中” “0022”,“国” “0948”。 区位码： “中” “5448”,“国” “2590”。

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英文字母编码方法：ASCII 码 - 7位二进制数字表示一个字符 。6

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第5章 基带数字信号的表示和传输

5.3 基带数字信号的波形

单极性不归零(NRZ)波形二进制符号“1”、“0”分别对应正电平和零电平，或反 之。在整个码元持续时间内，信号取值不变。易于用TTL、 CMOS电路产生；缺点是有直流分量，要求传输线路具有直流 传输能力，因而不适应有交流耦合的远距离传输，只适用于 计算机内部或极近距离的传输。

双极性不归零(BPNRZ)波形“1”、“0”分别对应正、负电平，或反之。在整个码元 持续时间内，信号取值不变。当“1”和“0”等概率出现时无 直流分量，有利于在信道中传输，并且在接收端恢复信号的 判决电平为零值，因而不受信道特性变化的影响，抗干扰能 力也较强。

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第5章 基带数字信号的表示和传输

单极性归零(RZ)波形信号电压在一个码元终止前总要回到零电平。通 常，归零波形使用半占空码，即占空比为50%。 从单极性RZ波形可以直接提取定时信息。

双极性归零(BPRZ)波形兼有双极性和归零波形的特点。使得接

收端很容 易识别出每个码元的起止时刻，便于同步。

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第5章 基带数字信号的表示和传输

差分波形 用相邻码元电平的跳变和不变来表示消息代码 ， 图中，以电平跳变表示“0”,以电平不变表示 “1”。它也称相对码波形。用差分波形传送代码 可以消除设备初始状态的影响。

多电平波形：可以提高频带利用率。图中给出了一个四电平波 形。

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第5章 基带数字信号的表示和传输+V

0 1 0 1 1

0 0 0 1

(a)

0+V

(b)

-V+V

+3V 0 +V -V -3V

(c)

0

+V (d) 0 -V

图5.3.2 多电平波形

(e)

(a) 单极性波形 (b)双极性波形 (c)单极性归零波形 (d)双极性归零波形 (e)差分波形

图5.3.1 基带信号的基本波形21:48 10

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第5章 基带数字信号的表示和传输

5.4 基带数字信号的传输码型(简)★ 对于传输码型，有如下一些要求： 无直流分量和只有很小的低频分量； 含有码元的定时信息； 传输效率高； 最好有一定的检错能力； 适用于各种信源，即要求以上性能和信源的统计 特性无关

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第5章 基带数字信号的表示和传输

★ AMI码 -传号交替反转码 编码规则：“1” 交替变成“+1”和“-1”,“0” 仍保持为“0”。

例：消息码： 0 1 0 1 1 0 0 0 1 AMI码：0 +1 0 -1 +1 0 0 0 -1 优点：没有直流分量 、译码电路简单 、能发现 错码 缺点：出现长串连“0”时，将使接收端无法取 得 定时信息。 又称：“1B/1T”码 - 1位二进制码变成1位三进 制码。21:48 12

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第5章 基带数字信号的表示和传输

★ HDB3码 -3阶高密度双极性码 编码规则：

(1)将消息码变换成AMI码， (2)检查AMI码中连“0”的情况： 当没有发现4个以上(包括4个)连“0”时，则不 作改变，AMI码就是HDB3码。 当发现4个或4个以上连“0”的码元串时，就将第 4个“0”变成与其前一个非“0”码元(“+1”或 “-1”)同极性的码元。 将这个码元称为“破坏码元”,并用符号“V”表 示，即用“+V”表示“+1”,用“-V”表示“-1”。21:48 13

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第5章 基带数字信号的表示和传输 为了保证相邻“V”的符号也是极性交替： * 当相邻“V”之间有奇数个非“0”码元时，这是 能 够保证的。 * 当相邻“V”之间有偶数个非“0”码元时，不符

合此“极性交替”要求。这时，需将这个连“0” 码元

串的第1个“0”变成“+B”或“-B”。B的符号与前 一个非“0”码元的符号相反；并且让后面的非21:48

“0”

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第5章 基带数字信号的表示和传输 【例5-1】 : 消息码: 1000 0 1000 0 1 1 0 0 0 0 1 1

AMI码: -1 0 0 0 HDB3码: -1 0 0 0 -1 0 0 0 译 码： -1 0 0 0 1000

0 -V -1 0 0

+1 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 +1 0 0

0 +V -1 +1 -B 0 0 -V +1 0 0 0 +1 -1 +1 -1 0 0 -1 +1 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 1000 0 1 1 0 0 0 0

-1 +1 +1 -1 +1 -1 +1 -1 1 1

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第5章 基带数字信号的表示和传输 另一编码规则： dk dk’:将dk中的连四零变换为特殊序列000V或100V。 选择原则：相邻两个特殊序列之间有偶数个1 时，后一个特殊序列采用100V,否则用000V, 以保证HDB3码的均值为零。 dk’ HDB3:对dk’序列的“1”交替地变换为“+1”与“-1”, V 破坏极性交替规律。 【例5-2】 消息码dk : 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 dk’ : (V-) 1 1 0 1 1 1 0 0 V 0 1 0 0 0 V 1 0 0 V HDB3码: +1 -1 0 +1-1 +1 0 0 +1 0 -1 0 0 0 -1 +1 0 0 +121:48 16

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第5章 基带数字信号的表示和传输

译码：– 发现相连的两个同符号的“1”时，后面的“1” 及其前面的3个符号都译为“0”。 – 然后，将“+1”和“-1”都译为“1”,其它为“0”。

优点：除了具有AMI码的优点外，还可以使连“0”码 元串中“0”的数目不多于3个，而且与信源的统 计特性无关。

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第5章 基带数字信号的表示和传输

★双相码 -曼彻斯特(Manchester)码 编码规则：消息码“0” 传输码“01” 消息码“1” 传输码“10” 例： 消息码： 1 1 0 0 1 0 1 双相码：10 10 01 01 10 01 10

译码规则：消息码“0”和“1”交替处有连 “0”和 连“1”,可以作为码组的边界。 优缺点：只有2电平，可以提供定时信息， 无直流分量；但是占用带宽较宽。21:48 18

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第5章 基带数字信号的表示和传输

★ 密勒码 -延迟调制码 编码规则：

消息码“1” 用中点处电压的突跳表示，或者说用“01”或“10”表示； 消息码“0” 单个消息码“0”不产生电位变化，连 “0” 消息码则在边界使电平突变，或者说用 “11”或“00”表示

特点：当 “1”之间有一个 “0”时，码元宽度最长 (等于两倍消息码的长度)。这一性质也可以用21:48

来检测误码。

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第5章 基带数字信号的表示和传输 产生：双相码的下降沿正好对应密勒码的突变沿。 因此，用双相码的下降沿触发双稳触发器就 可以得到密勒码

★ CMI码 -传号反转码 编码规则：消息码“1” 交替用“11”和“00”表示； 消息码“0” 用“01”表示。 特点：CMI码易于实现，含有丰富的定时信息。此 外，由于10为禁用码组，不会出现3个以上的 连码，这个规律可用来宏观检错。

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第5章 基带数字信号的表示和传输

消息码： 1 双相码： 10 双相码波形：

0 01

1 10

1 10

0 01

0 01

0 01

1 100

双相码相位： 0

0

0

0

密勒码：

0

CMI码：

0

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6nl1.html