第5章基帶數字信號的表示和傳輸

第五章基帶數字信號的表示和傳輸第五章基帶數字信號的表示和傳輸★

5.3數字基帶信號的波形★

5.4基帶數字信號的傳輸碼型★

5.5基帶數字信號的頻率特性★

5.6基帶數字信號傳輸與碼間干擾★

5.7眼圖★

5.8時域均衡器數字基帶信號：來自數據終端的原始數據信號，包含豐富的低頻分量。數字基帶傳輸（第5章）在某些具有低通特性的有線信道中，特別是傳輸距離不太遠的情況下，數字基帶信號直接進行傳輸。數字頻帶（調制或載波）傳輸（第6章）：大多數信道則是帶通型的，數字基帶信號必須經過載波調制，把頻譜搬移到高載頻處在信道中傳輸。第五章基帶數字信號的表示和傳輸

★試述雙極性波形的優(yōu)缺點？★已知：信息代碼11100101(1)寫出NRZ（M）碼；

101000110

(2)畫出相對碼的波形圖（單極性矩形不歸零碼）。5.3數字基帶信號的波形

★數字基帶信號傳輸前為什么要進行變換？

除去直流分量和頻率很低的分量；在接收端得到每個碼元的起止時刻信息；使信號的頻譜和信道的傳輸特性相匹配。5.3數字基帶信號的波形數字基帶信號是指消息代碼的電波形，它是用不同的電平或脈沖來表示相應的消息代碼。5.3數字基帶信號的波形

1.單極性不歸零波形（Unipolar

Nonreturn-to-zero）NRZ

最簡單最常用的基帶信號形式。零電平和正電平分別對應著二進制代碼0和1。應用：導線連接的各點之間近距離傳輸。特點：極性單一，有直流分量。另外位同步信息包含在電平的轉換之中，當出現(xiàn)連0序列時沒有位同步信息。

2．雙極性不歸零波形

（BipolarNonreturn-to-zero）NRZ

脈沖的正負電平分別對應于二進制代碼1、0。5.3數字基帶信號的波形

特點：無直流分量。幅度相等極性相反的雙極性波形，故當0、1符號等概率出現(xiàn)時，無直流分量。節(jié)省能源。平均功率為E2/4。抗干擾能力較強。恢復信號的判決電平為零值。

3．單極性歸零波形（UnipolarReturn-to-zero）RZ

與單極性不歸零波形的區(qū)別是有電脈沖寬度小于碼元寬度，每個有電脈沖在小于碼元長度內總要回到零電平。5.3數字基帶信號的波形

通常使電脈沖寬度為碼元寬度的一半。

4．雙極性歸零波形（BipolarReturn-to-zero）RZ

雙極性波形的歸零形式。每個碼元內的脈沖都回到零電平。5.3數字基帶信號的波形特點：相鄰脈沖之間必定留有零電位的間隔。除了具有雙極性不歸零波形的特點外，還有利于同步脈沖的提取。

5．差分波形相鄰碼元的電平的跳變和不變來表示消息代碼。

NRZ（M）以電平跳變表示1，電平不變表示0。

NRZ（S）以電平跳變表示0，電平不變表示1。

5.3數字基帶信號的波形由于差分波形是以相鄰脈沖電平的相對變化來表示代碼，因此稱為相對碼，前面的單極性或雙極性波形為絕對碼。

6．多電平波形上述各種信號都是一個二進制符號對應一個脈沖。實際上還存在多于一個二進制符號對應一個脈沖的情形。這種波形統(tǒng)稱為多電平波形或多值波形。例如，若令兩個二進制符號00對應+3E，01對應+E，10對應-E，11對應+3E，則所得波形為4電平波形。5.3數字基帶信號的波形

★問題

★動畫5.4基帶數字信號的傳輸碼型

★試述HDB3碼的編碼規(guī)則及其優(yōu)缺點？★試述雙相碼的優(yōu)缺點？★已知：信息代碼1000000001110010000101、AMI碼2、HDB3碼3、雙相碼

+100000000-1+1-100+10000-10+1000+V-B00-V+1-1+100-1+B00+V-10100101010101010101101010010110010101011001對于傳輸碼型，有如下一些要求：①無直流分量和只有很小的低頻分量；②含有碼元的定時信息；③傳輸效率高；④最好有一定的檢錯能力；⑤適用于各種信源，即要求以上性能和信源的統(tǒng)計特性無關5.4基帶數字信號的傳輸碼型

實際的基帶傳輸系統(tǒng)中，并不是所有代碼的電波形都能在信道中傳輸。含有直流分量和較豐富低頻分量的單極性基帶波形不宜在低頻傳輸特性差的信道中傳輸。當消息代碼中有長串的連“1”或連“0”時，非歸零波形呈現(xiàn)出連續(xù)的固定電平，因而無法獲取定時信息。1、AMI碼(AlternativeMarkInverse)－傳號交替反轉碼(1)編碼規(guī)則：“1”（傳號）

交替變成“＋1”和“－1”; “0”（空號）

仍保持為“0”例：消息碼：010110001AMI碼：0+10-1+1000-1(2)優(yōu)點：沒有直流分量、譯碼電路簡單、能發(fā)現(xiàn)錯碼.(3)缺點：出現(xiàn)長串連“0”時，將使接收端無法取得定時信息。又稱：“1B/1T”碼－1位二進制碼變成1位三進制碼。5.4基帶數字信號的傳輸碼型

5.4基帶傳輸的常用碼型

2.HDB3碼（3rdOrderHighDensityBipolar）

HDB3碼的全稱是3階高密度雙極性碼，目的是為了保持AMI碼的優(yōu)點而克服其缺點，使連“0”個數不超過3個。編碼規(guī)則：（1）連“0”個數不超過3，按AMI碼的規(guī)則編；（2）連“0”個數超過3，將第4個“0”改為非“0”脈沖，記為+V或-V，稱破壞脈沖。相鄰V碼的極性必須交替出現(xiàn)，確保編好的碼中無直流；（3）V碼的極性應與前一個非“0”脈沖的極性相同，否則，將四連0000更改為B000,B、V極性與前一個非零碼元相反；（4）破壞脈沖之后的傳號碼極性也要交替。消息碼:100001000011000011AMI碼:-10000+10000-1+10000-1+1譯

碼：

-10000+1

0000

-1+1

0000

+1-1

100001000011000011HDB3碼:-1000-V

+1000+V

-1+1-B

00-V

+1-1

-1000-1+1000

+1

-1+1

-1

00

-1

+1-15.4基帶數字信號的傳輸碼型

發(fā)現(xiàn)相連的兩個同符號的“1”時，后面的“1”及其前面的3個符號都譯為“0”。然后，將“+1”和“-1”都譯為“1”，其它為“0”。

3.雙相碼(BiphaseCode)(1B/2B碼)

數字雙相碼又稱曼徹斯特（Manchester）碼。用一個周期的正負對稱方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。編碼規(guī)則：“0”碼用“01”兩位碼表示，“1”碼用“10”兩位碼表示。

代碼：1100101

雙相碼：10100101100110

特點：因為雙相碼在每個碼元周期的中心點都存在電平跳變，所以富含位定時信息。又因為這種碼的正、負電平各半，所以無直流分量，編碼過程也簡單。但帶寬比原信碼大1倍。

5.4基帶數字信號的傳輸碼型

4、密勒碼編碼規(guī)則：消息碼“1”

用中點處電壓的突跳表示，或者說用“01”或“10”表示；消息碼“0”

單個消息碼“0”不產生電位變化，連“0”

消息碼則在邊界使電平突變，或者說用“11”或“00”表示。00消息碼：10110001雙相碼：10011010 0101

0110

雙相碼波形：雙相碼相位：0

00

0密勒碼：5.4基帶數字信號的傳輸碼型

5、CMI碼（CodedMarkInverse－傳號反轉碼編碼規(guī)則：00消息碼：10110001雙相碼：10011010 0101

0110

雙相碼波形：

雙相碼相位：0

00

0密勒碼：0CMI碼：消息碼“1”

交替用“11”和“00”表示；消息碼“0”

用“01”表示，5.4基帶數字信號的傳輸碼型

例

已知信息代碼為100000000011，求相應的AMI碼，HDB3碼，雙相碼，密勒碼，CMI碼。信息碼：100000000011AMI碼：-1000000000+1-1HDB3碼：-1000-V+B00+V0-1+1雙相碼：100101

01

01

01

01

01

01

011010密勒碼：100011001100110011