h(kTs )
1
2
n
ns
s
/
2
H
(
)e
jk
Ts
d
ns s / 2
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5.4.4 无码间干扰的传输特性
用Hn(ω)表示第n个区间内的H(ω) 则 :
h(kTs )
1
2
n
H ()e d ns s / 2
ns s / 2 n
jkTs
令ω’=ω-nω，则ω=ω’+nω，dω=dω’，所以:
位同步脉冲
只需要对H(ω)作合理设计，在抽样判决器前就可以得到理想的波形
d (t) an (t nTs ) n
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5.4.3 码间干扰及其数学分析
假设信道噪声为加性噪声记作n(t),经过系统传输后输出为nR(t),则
y(t) d (t) h(t) nR (t)
h(t) an (t nTs ) nR (t) n
2700 9
③ NBd 2 fN 5400 Bd
④ R N Bd log 2 4 10800 bit / s
⑤
10800 3.6bit / s / Hz
3000
例2：一形成滤波器幅度特性如下图所示。
①如果符合奈氏第一准则，其符号速率为多少？α为多少？ ②采用八电平传输时，传信速率为多少？ ③ 频带利用率η为多少 Bd / Hz ？
5.4.1 二进制传输基带传输系统
信道信号形成器即发送滤波器进行信号波形转换 接收滤波器完成抑制带外噪声、均衡信号波形等功能，使其输出波形 更有利于抽样判决 同步提取作用是通过特定方法提取同步信息，并产生同步控制信号 抽样判决器是在位同步脉冲的控制下对信号波形抽样，并按照特定码 型的判决规则恢复原始数字信号
1 k 0 h(kTs ) 0 k 0
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5.4.3 无码间干扰的传输特性
1. 无码间干扰传输的频域条件
传输特性H(ω)和单位冲激响应h(t)是一对傅氏变换对：
h(t) 1 H ()e jtd
2
当t=kTb时:
1
h(kTs ) 2
H ()e jkTs d
对上式按照ωs=2π/Ts的长度用分段积分的形式表示为:
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5.3 数字基带信号的功率谱密度 1. 数字基带信号的一般表达式
数字信号的波形如下图所示，假设“1”用g1(t)表示， “0”用g2(t)表示
假设在一个码元周期Ts内“1”出现的概率为P，“0”出现的概率为1-P，
s(t) an g(t nTs ) n 上一页 返回 下一页
本节内容提要：
5.5 部分响应
5.5.1 第I类部分响应波形形成及系统组成
5.5.2 第IV类部分响应波形形成及系统组成
5.5.3 部分响应的推广
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5.5.1 第I类部分响应部分响应 1．第I类部分响应原理
第I类部分响应波形
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第I类部分响应波形的频谱
5.5.1 第I类部分响应部分响应
5.3 数字基带信号的功率谱密度
2. 信号对应的功率谱
Ps ( f ) fsP(1 P) |G1( f ) G2 ( f ) |2
| fs[PG1(nfs ) (1 P)G2 (nfs )]|2 ( f nfs ) n
fs=1/Ts，数值上等于码元速率RB G1(f)和G2(f)分别为g1(t)和g2(t)的傅氏变换 式中的第一项表示连续谱，由其可以确定信号的带宽 第二项是离散谱，由其可以判断信号有无直流分量以及是否包含 同步信息
a0
a1
a2
ห้องสมุดไป่ตู้a3
… t
0
Tb
2Tb
3Tb
4Tb
5Tb
位同步
…
t
脉冲
Tb
——传输速率为RB=1/Ts=fs Baud，信道带宽为B=fs/2 Hz，所以频带利 用率 RB 2 fH 2Baud/Hz
B fH
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5.4.4 无码间干扰的传输特性
3．实用传输特性
滚降特性
H(ω) 1
anh[t0 (k n)Ts ] nR (t0 kTs )
n ,nk
第一项对应第k个码元的样值
第三项nR(t0+kTs)是抽样时刻噪声的样值
第二项是其它码元在第k个码元抽样时刻的样值即码间干扰
通过设计h(t)的波形（即设计系统的传输特性H(ω)）可以实现无码间 干扰的传输，典型波形如下图所示
5.2.1 常用基带信号
2.单极性不归零(RZ)码
编码规则：高电平表示1码，零电平表示0码； 电平的持续时 间τ比码元周期Tb小，其波形如下：
101101 判决电平
τ Tb
t
占空比：τ/Tb ，典型的取值是τ/Tb=50%
特点及应用：
具有单极性码的大多特点但带宽增大， 可以直接提取同步信息 一般用于设备内部和短距离通信中。
5.3 数字基带信号的功率谱密度
其中
g
(t
)
gg12((tt
nTs ) nTs )
以概率P出现
以概率1 P出现
an是第n个脉冲的相对幅度，其取值与所用码型有关， 对于单极性信号有： 1 “1”码元 an 0 “0”码元 对于双极性信号：
1 “1”码元 an 1 “0”码元
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5.4.4 无码间干扰的传输特性
升余弦特性
系统特性
Ts
H ()
T2s
1
sin
Ts
2
N
0
H(ω)
1
| | N (1 )
(1 )N | | (1 )N
| | (1 )N
α= 1 α= 0.5 α= 0
ω
-2ωN
-ωN
0
ωN
2ωN
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5.4.4 无码间干扰的传输特性
anh(t nTs ) nR (t) n
如果对第k个码元抽样，抽样时刻为t0+kTb，则所得的样值是：
y(t0 kTs ) anh[t0 (k n)Ts ] nR (t0 kTs ) n
改写上式，得：
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5.4.3 码间干扰及其数学分析
y(t0 kTs ) ak h(t0 )
h(t) t0 t0+Tb
h(t)
t t0
t0+Tb t0+2Tb
t
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5.4.3 码间干扰及其数学分析
经过上面分析，可以得出当h(t)满足下式时就可以消除码间干扰
1 k n h[t0 (k n)Ts ] 0 k n
令k-n=k’，因为函数与自变量符号无关，所以把k’记作k， 并设传输时延t0=0得到式 ：
第五章 数字信号基带传输
内容简介 学习要求 学习目录 结束放映
0 1
0 100BASE-T
0 1 1 1 10
内容简介
——基带传输是数字或数据据通信中的基本传输方式，终端只要 经过简单的电平和码型变换后就可以在信道中直接传输，主要应 用在局域网等短距离的数据传输中。 ——本章主要介绍基带信号的特性，基带传输系统的组成，无码 间干扰传输系统的设计，以及部分响应 、时域均衡提高系统传输 性能的技术 。
数据传输
a0 a1 a2 a3 ... c0 c1 c2 c3
Tb
抽样
脉冲
Tb
...
样值ck
...
t
t
c0 a0 c1 a0 a1 ...
ck ak 1 ak ...
除第一个样值c0以外，其它样值中前一个码元对后一个码元都有码 间干扰 ，这种码间干扰可以按照下式消除
理想波形
失真后的波形
t
t
发送端波形：
t
0
Tb
2Tb
3Tb
接收端波形：
t
位同步脉冲：
t0
t0+Tb
信号样值
t t0+2Tb t0+3Tb
码间干扰
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5.4.3 码间干扰及其数学分析
基带传输系统的简化模型
s(t) 理想抽样 d(t) H(ω) y(t) 抽样判决
(t nTb )
n
噪声
冲激响应
h(t
)
Sa(t
/
Ts
)
1
cos(t / Ts ) 4 2t 2 2 / Ts2
h(t) α= 1
α= 0.5
α= 0
t
-2Tb
-Tb 0 Tb
2Tb
频带利用率
B (1 ) fH
(1 ) fs / 2
RB 2 fH B (1 ) fH
2 Baud/s
(1 )
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5.2.1 常用基带信号
1.单极性不归零(NRZ)码
编码规则：高电平表示1码，零电平表示0码；波形如下：
101101
判决电平
Tb
t
特点及应用：
发送能量大有利于提高收端信比 带宽窄但直流和低频成分大； 不能提取同步信息 判决电平不易稳定 一般用于设备内部和短距离通信中。
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5.4.2 多进制传输基带传输系统
多进制基带传输系统结构二进制系统相比较，区别实在于收发两端 加二进制和M进制的转换设备 和二进制相较，多进制数据传输系统具有以下特点： 在码元速率相同的条件下，多进制系统可以实现更高的信息速率 在信息速率相同的条件下，有利于提高传输可靠性 多进制系统需要维持多个判决电平，在相同信号功率输入时，抵抗噪 声干扰的能力较弱，所以此时其系统误码率比二进制大 多进制系统设备更复杂