j 2
f
t dt
n- N
N
ane- j2 f nTs [G1 ( f ) - G2 ( f )]
n- N
其中
G1( f )
-
g1 (t )e -
j
2ft
dt
G2 ( f )
-
g2
(t )e -
j
2ft
dt
27
6.1 数字基带信号及其频谱特性
于是
UT
(
f
)
2
UT
(
f
)U
T
(
f
)
t
m'(t)
mˆ (t)
t
4
复习--时分多路复用原理
m1(t) 低通1
m2(t) mi(t)
低通2
mN(t) 低通N
信道
同步旋转 开关
低通1 低通2
m1(t) m2 (t)
低通N
mN (t)
5
复习-- E体系的速率
E体系的速率：
基本层(E-1)：30路PCM数字电话信号，每路PCM信号的比特 率为64 kb/s。由于需要加入群同步码元和信令码元等额外开 销(overhead)，所以实际占用32路PCM信号的比特率。故其输 出总比特率为2.048 Mb/s，此输出称为一次群信号。
复习-- SDH的速率等级
等级 STM-1 STM-4 STM-16 STM-64
比特率(Mb/s) 155.52 622.08
2488.32 9953.28
7
第6章 数字基带传输系统
8
教学构想
目的：通过剖析数字基带传输系统，掌握数字通信系 统分析和设计的基本方法和思路；
要求： ① 掌握数字基带传输的基本理论，包括数字基带信号 的波形、频谱和码型； ② 熟练掌握数字基带信号无失真传输的基本准则； ③ 掌握基带传输误码性能分析方法； ④ 掌握时域均衡的基本原理和实现方法; ⑤ 了解评价数字基带传输系统性能的眼图的概念。
1- P, 以概率P an - P, 以概率(1- P)
23
6.1 数字基带信号及其频谱特性
v(t)的功率谱密度Pv(f)
v(t) [Pg1 (t - nTs ) (1 - P)g2 (t - nTs )] n-
可以展成傅里叶级数
v(t)
C e j2 m fS t m
式中
m-
1
Cm Ts
16
6.1 数字基带信号及其频谱特性
(6) 多进制波形
3E 01 00
00
01
01
E -E - 3E
11 10
11
这种波形的一个脉冲可以代表多个二进制符号，在码元 速率一定时可以提高信息速率，故在高速数字传输系统 中得到广泛应用。
17
6.1 数字基带信号及其频谱特性
数字基带信号的表示式 若表示各码元的波形相同而电平取值不同，则数 字基带信号可表示为：
m-N n-N
的统计平均值仅在m = n时存在，故有
E[ UT ( f ) 2 ] N E[an2 ] G1( f ) - G2 ( f ) 2 (2N 1)P(1- P) G1( f ) - G2( f ) 2
n-N
29
6.1 数字基带信号及其频谱特性
将其代入
Pu
(
f
)
lim
N
E[ UT ( f ) 2 (2N 1)Ts
15
6.1 数字基带信号及其频谱特性
(5) 差分波形
E
1 01 0 0 1 1
-E
不是用码元本身的电平表示消息代码，而是用相邻码元 的电平的跳变和不变来表示消息代码；
由于差分码是以相邻脉冲电平的相对变化来表示代码， 因此称为相对码，而相应地称前面的单极性或双极性码 为绝对码。
用差分码波形传送代码可以消除设备初始状态的影响， 特别是在相位调制系统中用于解决载波相位模糊问题。
m-N n-N
当m = n时
aman
an2
(1 -
P
2
,
P)2，以概率P 以概率(1- P)
所以
E[an2 ] P（1 - P）2 （1 - P）P2 P（1 - P） 28
6.1 数字基带信号及其频谱特性
当m n时
（1- P）2， 以概率 P2
aman
P 2，
以概率（1- P）2
- P（1- P），以概率 2P（1- P）
un
(t
)
(1- P)[g1(t - nTs ) - g2 (t - nTs )], 以概率P g2 (t - nTs ) - Pg1(t - nTs ) - (1- P)g2 (t - nTs )
-P[g1(t - nTs ) - g2 (t - nTs )], 以概率(1- P)
un (t) an[g1 (t - nTs ) - g2 (t - nTs )]
]
26
6.1 数字基带信号及其频谱特性
求uT(t)的频谱函数
N
N
uT (t) un (t) an[g1(t - nTs ) - g2 (t - nTs )]
n- N
n- N
故
UT ( f )
-
uT
(t)e-
j 2
f
t
dt
N
an
- [ g1 (t
-
nTS
)
-
g2
(t
-
nTS
)]e-
随机脉冲序列的表示式
g2 (t 4TS )
g2 (t TS ) g1 (t ) g2 (t - TS )
g1 (t 3TS )
-TS 0 TS
t
g1 (t 2TS ) 2
2 g1 (t - 2TS )
19
6.1 数字基带信号及其频谱特性
g2 (t 4TS )
g2 (t TS ) g1 (t ) g2 (t - TS )
NN
am ane j2f (n-m)TS [G1 ( f ) - G2 ( f )][G1 ( f ) - G2 ( f )]
m-N n-N
其统计平均为
NN
E[UT ( f ) 2 ]
E(am an )e j2f (n-m)TS [G1 ( f ) - G2 ( f )][G1 ( f ) - G2 ( f )]
21
6.1 数字基带信号及其频谱特性
s(t)与v(t)之差u(t)称为交变波 u(t) s(t) - v(t)
22
6.1 数字基带信号及其频谱特性
u(t)的表示式：
式中
u(t) un (t) n-
Байду номын сангаас
g1(t - nTs ) - Pg1(t - nTs ) - (1- P)g2 (t - nTs )
所以
E[aman ] P 2 (1 - P)2 (1 - P)2 P 2 2P(1 - P)(P -1)P 0 由以上计算可知，式
NN
E[UT ( f ) 2 ]
E(am an )e j2f (n-m)TS [G1 ( f ) - G2 ( f )][G1 ( f ) - G2 ( f )]
方法： 理论分析和实际应用相结合。
9
主要内容 第6章 数字基带传输系统
6.1 数字基带信号及其频谱特性 6.2 6.3 数字基带信号传输与码间串扰 6.4 无码间串扰的基带传输特性 6.5 基带传输系统的抗噪声性能 6.6 眼图 6.7 部分响应和时域均衡
10
问题的描述
什么是数字基带信号？
12
6.1 数字基带信号及其频谱特性
(2) 双极性（不归零）波形
E 1 0 1 0 0 1 1
-E
当1、0符号等概出现时无直流分量； 接收端恢复信号时的判决电平为0，稳定不变，因而不
受信道特性变化的影响，抗干扰能力较强,有利于在信 道中传输。 主要缺点： （1）不能直接提取同步信号； （2）1、0符号不等概出现时，仍有直流成份。
Ts
2 - Ts
v(t)e- j2
m
fS t dt
2
由于在（-Ts/2，Ts/2）范围内，
所以
v(t) Pg1(t) (1- P)g2 (t)
Cm
1 Ts
Ts
2 -Ts
[Pg1
(t
)
(1
-
P)
g
2
(t
)]e
-
j
2
m
f
S
t
dt
2
24
6.1 数字基带信号及其频谱特性
由于 Pg1(t) (1- P)g2 (t) 只存在于（-Ts/2，Ts/2）范 围内，所以上式的积分限可以改为从 - 到 ：
11
6.1 数字基带信号及其频谱特性
6.1.1 数字基带信号
几种基本的基带信号波形
(1) 单极性（不归零）波形
E1 0 1 0 0 1 1
0
有直流成份； 判决电平不能稳定在最佳的电平，抗噪声
性能不好； 不能直接提取同步信号； 传输时要求信道的一端接地，这样不能用
两根芯线均不接地的电缆传输线。
m(t) + + e(t)
-
mp (t)
抽样判 决器
ek'
积分器
ck
脉冲发 生器
TS
m(t)
mp(t)
t
ck
0 0 0 10 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0
ek’
t
3
复习-- 实用译码过程
ck'
ek'
脉冲发 生器
积分器
低通 m(t)
滤波