數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)2課件

1.2數(shù)字信號(hào)基帶傳輸1.2.1數(shù)字信號(hào)波形與頻譜典型二進(jìn)制矩形（脈沖）信號(hào)此類信號(hào)形式是一般數(shù)字系統(tǒng)普遍采用的，可看作是數(shù)字信號(hào)的一般形式。T/2g(t)=A-T/2<t<T/2

G(ш)=AT(sin(шT/2)/(шT/2)可有以下判斷：1.二進(jìn)制矩形脈沖（序列）包含豐富的頻率成分（所占頻帶成基本頻帶）2.要不失真的傳輸此信號(hào)，需要無(wú)窮大帶寬。3.若定義頻譜曲線第1過(guò)零點(diǎn)為最小信號(hào)帶寬（主瓣帶寬），則脈沖越窄，要求頻帶越寬。4.在有限帶寬信道傳輸，不同頻率成分衰減、延遲不一致，碼元之間有串?dāng)_問(wèn)題。

半功率帶寬：信號(hào)f(t)一個(gè)頻率區(qū)間，在該區(qū)間內(nèi)的頻率分量對(duì)f(t)功率的貢獻(xiàn)是整個(gè)信號(hào)功率的一半。功率比例帶寬1.2.2基帶傳輸—以數(shù)字矩形（脈沖）波形形式傳輸?！唇?jīng)調(diào)制的基帶數(shù)字信號(hào)直接送往信道傳輸。由于矩形脈沖（序列）包含豐富的頻率成分。—存在對(duì)信道要求高的問(wèn)題。對(duì)信道利用率不高?！谟邢迬捫诺郎希嬖陬l率衰減不一致，相位延遲導(dǎo)致碼間串?dāng)_故多用于近距離傳輸場(chǎng)合（如局域網(wǎng)）優(yōu)點(diǎn)：利用數(shù)字部件，設(shè)備簡(jiǎn)單，便宜。1.2.3數(shù)據(jù)碼與傳輸碼

數(shù)據(jù)碼（位流）實(shí)際中不一定有利于傳輸，為達(dá)到有效傳輸?shù)哪康模⑵渥儞Q成傳輸碼。

如：有的信道可能有隔直電容或耦合變壓器，對(duì)直流有隔離衰減。當(dāng)數(shù)據(jù)碼出現(xiàn)連續(xù)的“1”或“0”時(shí)，無(wú)法有效傳輸（以太網(wǎng)接口就有耦合變壓器）。再：為了串行傳輸，需要有同步信號(hào)，為減少信號(hào)線，希望傳輸碼提供自同步信號(hào)。不同形式的數(shù)字基帶信號(hào)或碼型具有不同的頻譜結(jié)構(gòu)，合理地設(shè)計(jì)數(shù)字基帶信號(hào)以使數(shù)字信息變換為適合于給定信道傳輸特性的頻譜結(jié)構(gòu)是基帶傳輸首先要考慮的問(wèn)題。傳輸碼設(shè)計(jì)原則：對(duì)于傳輸頻帶低端受限的信道，一般來(lái)說(shuō)線路傳輸碼型的頻譜中應(yīng)不含直流分量。盡量減少基帶信號(hào)頻譜中的高頻分量，以便節(jié)省傳輸頻帶和減小串?dāng)_。信號(hào)的抗噪聲能力強(qiáng)，波型間相關(guān)性越小越好。產(chǎn)生誤碼時(shí)，在譯碼中不產(chǎn)生誤碼的擴(kuò)散或誤差的增值，如果有，也希望越小越好。便于從信號(hào)中提取定時(shí)信息；若采用分組形式傳輸時(shí)，不但要從基帶信號(hào)中提取位定時(shí)信息，而且要便于提取分組同步信息。要求基帶傳輸信號(hào)具有內(nèi)在的檢錯(cuò)能力。編譯碼的設(shè)備應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。雙極性不歸零碼BipolarNonreturn-to-zeroCoding用正電平和負(fù)電平分別表示二進(jìn)制數(shù)字“1”和“0”，在碼元期間電平保持不變。當(dāng)“1”和“0”等概率時(shí)，無(wú)直流。單極性差分碼UnipolarDifferentialCoding以電平跳變和不變表示數(shù)字信息，分為兩種，若以電平跳變表示“1”，不變表示“0”，則稱為傳號(hào)差分碼，或“1”差分碼。CMI碼

數(shù)字“1”交替用正電平、負(fù)電平表示，而“0”用確定相位（01）的方波表示。

優(yōu)點(diǎn)是無(wú)直流分量，波形跳變頻繁，便于提取定時(shí)信號(hào)，并具有一定的檢測(cè)錯(cuò)誤的能力

曼徹斯特（Manchester）碼（雙相瑪）它用一個(gè)周期的方波表示“1”，而用它的反相波形表示“0”。它的編碼規(guī)則可以看作是當(dāng)輸入“1”時(shí)固定輸出“10”，當(dāng)輸入“0”時(shí)固定輸出“01”，使編碼后的傳輸速率為編碼前的原信號(hào)速率的兩倍，占用的頻帶加倍。有自同步能力。無(wú)直流成分。以太網(wǎng)普遍采用的編碼形式。以太網(wǎng)幀起始為

111111…1010010100…

共63個(gè)“1”和1個(gè)“0”，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)幀起始和同步5B6B（mBnB)碼對(duì)5位的數(shù)據(jù)碼，用6位傳輸碼進(jìn)行傳輸。編碼方法：00000—000111…00010—110001…10011—11010111111—111000在6位的碼組中挑選含3個(gè)“1”和3個(gè)“0”的碼組，共20個(gè)。再選用4個(gè)“1”及2個(gè)“0”，2個(gè)“1”及4個(gè)“0”的12個(gè)碼組。共32個(gè)，來(lái)表示5位（32種）數(shù)據(jù)碼。特點(diǎn)是“0”和“1”出現(xiàn)的基本概率相等。常用于光纖傳輸。高速以太網(wǎng)有采用。第一項(xiàng)akh(0)是第k個(gè)碼元波形的抽樣值，它是有用信息項(xiàng)。第二項(xiàng)是接收信號(hào)中除第k個(gè)碼元之外的所有其它碼元波形在抽樣時(shí)刻t=kTb+0時(shí)的代數(shù)和，這就是碼間串?dāng)_。由于an是隨機(jī)變量，所以碼間串?dāng)_也是一個(gè)隨機(jī)變量。第三項(xiàng)n(kTb+0)是加性噪聲的干擾值，當(dāng)然也是隨機(jī)變量。1.無(wú)碼間串?dāng)_的條件

2.采用理想低通濾波器，