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数字通信基础与应用


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数字通信基础与应用
•第2章 格式化与基带调制
2. 码型设计原则(续前): d)具有一定的检错能力; e)误码增值影响小; f)对分组形式的传输码型,可恢复出分组同步信息; g)高频分量小以减少码间串扰、提高频带利用率; h)编译码(波形产生和变换)设备复杂性小。
次跃变代表“1”,不跃变则代表“0”;
bi--S码:每个码元开始时都发生跃变,如果在半个码元后再
次跃变代表“0”,不跃变则代表“1” (与bi--M码相反)。
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•第2章 格式化与基带调制
bi--L码的特点:
在每个码元中心出现电平跳变(分相/裂相),有利于
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6.PCM码字与码元
•第2章 格式化与基带调制
码元:每个M进制码元可携带的信息比特数k
k= log2M
相应地
M = 2k
PCM码字与传输码元(可以有亦可没有特定的关系)
• PCM码字
• 码元符号
• 码元波形
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随机序列S(t)的功率谱
•第2章 格式化与基带调制
式中,第一项为连续谱部分,第二项为离散谱(线谱)部分。
例1. 求双极性非归零码的功率谱。已知: an A -A
由 g1(t) = - g2(t)
Pn ½ ½
得 G1(f) = - G2(f)
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•第2章 格式化与基带调制
差分码的优点:解决信号解调时信号的“0”“1”倒换问题;
(相位模糊问题,详见后。)
差分码的编码与解码
编码(异或运算):
设输入信息码为 an,差分编码输出为bn ,则:
bn=an bn-1
解码,因为: bn bn-1= (an bn-1) bn-1=
b)易于提取同步信号;
c)具有一定的检错功能;
d)……… 。
信道均衡:信道特性校正,减少由于信道畸变造成的码间串扰。
匹配滤波器:保证在抽样时刻,实现最大信噪比的信号提取。
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3. 数字基带信号的波形(码型)
•第2章 格式化与基带调制
1. 码型:数字基带信号的电/光脉冲波形表示。 2. 码型设计原则: (视不同的传输信道及要求,信号脉冲具有如下的若干特性) a)不含直流分量,易于实现交流耦合; b)对信源具有透明性,不受信源统计特性的影响(例如不会 由于信源的特性变化,过多的连“0”连“1”的个数影响信 号 频谱特性和同步性能等); c)易于提取同步信号(含同步信息);
B00…0V,或000…0V
其中:B脉冲符合极性交替的规律;
V脉冲破坏极性交替的规律(以便接收端识别)
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•第2章 格式化与基带调制
HDB3码(一种最常用的HDBn码)
HDB3码的取代节选择规则:
前一破坏点极性 + - +
-
前一脉冲极性 + - -
基带信号波形示例: 二进制信息序列 PCM脉冲波形1 PCM脉冲波形2
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•第2章 格式化与基带调制
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•第2章 格式化与基带调制
2. 基带传输系统的基本模型(续前)
波形变换:对数字代码进行信号的波形编码,使基带信号
a)适合在特定的信道中传输;
的功率谱 应为周期为T 的函数。
利用傅氏级数展开
式中
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•第2章 格式化与基带调制
其中
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利用周期信号与其功率谱间的关系 信号 的功率谱
(2)信号 的功率谱 信号的截短函数 两边取傅氏变换:
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2020/11/21
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•第2章 格式化与基带调制
•六、基带传输
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•第2章 格式化与基带调制
1. 概述 (1) 数字基带信号:未经调制(频谱搬移)的、用以表示数字信 息的电脉冲信号称之。 (2) 数字基带信号频谱的特点:信号频谱占据从直流开始至某一 频率fm的低频段。 (3) 若把调制/解调过程看作广义信道的一部分,任何数字传输 系统均可看作数字基带传输系统。
1-p 1-p (1-p)2
1-p -p -(1-p)p p 1-p p(1-p)
-p 1-p -p(1-p) 1-p p
(1-p)p
得:
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(2)若 m 等于 n,由 从而得:
•第2章 格式化与基带调制
信号 的功率谱:
综合(1)、(2)随机序列S(t)的功率谱
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7.M进制脉冲调制方式
•第2章 格式化与基带调制
脉冲幅度调制(PAM):利用脉冲的幅度变化携带信息;
脉冲位置调制(PPM):利用脉冲的位置变化携带信息;
(等幅信号)
脉冲宽度调制(PWM):利用脉冲的宽度变化携带信息。

(等幅信号)
• 若调制信息是经量化的信号时,相应的信号变化值是离
•第2章 格式化与基带调制
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•因为有:
•第2章 格式化与基带调制

,归结为求
(1)若 m 不等于 n,且假定bn与bm相互独立,则由
bm bn bmbn
p(bm) p(bn) p(bmbn)
1-p 1-p (1-p)2 p p
p2
-p -p p2
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时钟信号的提取。
bi--L码的形成:
由时钟和信息码(NRZ形式)模2和产生。
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•第2章 格式化与基带调制
曼切斯特码:一种均值为零的条件双相(bi-)码。
以太网采用曼彻斯特码作为传输码型。
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•第2章 格式化与基带调制
n阶高密度双极性码(HDBn码) HDBn码:AMI码的改进型,将连“0”电平的状态数限定为 n。
改进方法:若连“0”状态数>n,则对每n+1位连“0”, 用特定
的码组取代之--取代节。
取代节的编码方式,每个取代节共含n+1个脉冲:
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•第2章 格式化与基带调制
HDB3码信号还原出信息码方法:
当出现某个脉冲与前面一个脉冲同极性时,将该脉冲及前
面三位均置为“0”。
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4. PCM波形的频谱特性示例
•第2章 格式化与基带调制
考虑二元独立序列{aj}={0,1}
码形变换: 0 g1(t)
1 g2(t)
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则随机脉冲序列重新表达为
•第2章 格式化与基带调制
其中: k: 1 2
概率
p 1-p
当信源{aj}统计特性确定之后,S(t)的统计平均值为
定义信号的交变分量为
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5.随机序列功率谱计算
•第2章 格式化与基带调制
设随机信号符号集为{aj},相应的信号波形为{gj(t)},则数字基带信号S(t)
S(t)的截短信号为:
按定义, 由SN(t)的傅氏变换可得其功率密度谱:SN(f). 若下列的极限存在,则信号S(t)的功率密度谱为
输入
10110000000110000001
设前一破坏点极性为负 B+ 0 B-B+0 0 0 V+0 0 0 B- B+ B- 0 0 V-0 0 B+
设前一破坏点极性为正 B+ 0 B-B+B-0 0 V-0 0 0 B+ B- B+ 0 0 V+0 0
B-
•设前一破坏 •点极性为负
•设前一破坏 •点极性为正
相位编码脉冲波形
•第2章 格式化与基带调制
延迟调制码:码元持续时间中心点跃变代表“1”, 单个“0”时电平不变, 连
“0”时在码元起始点出现跳变;
Dicode NRZ码:相邻数据发生“0”->“1”或“1”->“0”变化时脉冲 极性发生变化,
相邻数据无变化时发送零电平;
Dicode RZ: 除脉冲占空比不同外,其它变化规律与双相NRZ码同。
和“1”;
RZ-AMI:幅度相等正负交替的脉冲代表“1”,没有脉冲代 表“0”。
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相位编码脉冲波形
•第2章 格式化与基带调制
bi--L码:前半个比特有脉冲后半个比特无脉冲代表“1”,反之
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