現代通信原理第九章——數字信號的基帶傳輸

數字基帶信號:未經調制的數字信號所占據的頻帶是從零頻或低頻開始购桑,稱為數字基帶信號氏淑。

基帶傳輸和調制傳輸:基帶傳輸是指數字基帶信號的直接傳送;調制傳輸是指在無線信道光信道中必須把信號頻譜搬移到高頻處缭贡。

碼元:用時間間隔相同的符號來表示一個二進制數字辉懒,這樣的時間間隔內的信號稱為(二進制)碼元。根據幅度取值不同分為二元碼莹汤、三元碼和多元碼仿便。


二元碼

單極性非歸零碼:用高低電平表示1、0

雙極性非歸零碼:用正負電平表示1荒勇、0

單極性歸零碼:發(fā)1時高電平持續(xù)一段時間歸零

上述三種缺點:功率譜有很多低頻甚至直流分量闻坚;無法提取定時信息(因為不跳變);不具備檢測錯誤的能力仅偎。

差分碼:用電平跳變/不跳變表示1橘沥、0座咆;跳變?yōu)?/0分別為傳/空號差分碼

曼徹斯特碼(數字雙相碼):用一個周期的方波表示1仓洼,用它的反相波形表示0

傳號翻轉碼(CMI):交替地用一個確定相位的周期方波表示1.CMI的跳變很多,便于恢復定時信號哺呜;而且具有檢測錯誤的能力箕戳。

曼徹斯特碼和CMI中国撵,原始的二元信息用一組兩位的二元碼表示驾锰,稱為1B2B碼型。

密勒碼:1用碼元周期中點處出現跳變來表示;出現單個0時赏酥,碼元周期內不出現跳變谆构;出現連0時,在前一個0結束后一個0開始時跳變呵晨。因此熬尺,當出現“101”時會出現最大寬度(兩個碼元周期)。密勒碼是曼徹斯特碼的差分形式季二,頻帶寬度是其一半揭措。

5B6B碼:每5位二元信息被編碼為一個6位二元碼組。


三元碼

傳號交替反轉碼(AMI:Alternate Mark Inversion ):用三元的0表示0桑嘶;用“1”和“-1”的交替表示1.脈沖寬度是碼元周期的一半躬充。

AMI之所以有檢錯能力是因為它含有冗余的信息量。事實上口蝠,任何具有檢錯能力的碼型必然帶有這種冗余性津坑。

n階高密度雙極性碼(HDBn碼):當出現n+1個連0時用特定碼組(即取代節(jié))替代。為了識別出取代節(jié)眉反,要在取代節(jié)中設置破壞點。最常用的是HDB3碼寸五。

N連0取代雙極性碼(BNZS碼):連0數超過n時用取代節(jié)取代梳杏。

由于1B1T碼效率偏低,采用分組編碼的方式十性,把輸入的二進制信碼分組用三元碼表示劲适。4B3T碼就是把4個二元碼變換為3個三元碼。


奈奎斯特準則

奈奎斯特第一準則:抽樣值無失真烹植。如果信號波形發(fā)生了變化愕贡,只要特定點的抽樣值不變,就可以用再生判決電路進行再次抽樣促绵,準確無誤地恢復原始信碼嘴纺。因為信息完全攜帶在抽樣幅度值上。

第一準則的充要條件:僅在本碼元的抽樣時刻上有最大值尖坤,而在其他碼元的抽樣時刻信號值無影響闲擦,也就是抽樣點上不存在碼間干擾。在實際中廣泛應用的無串擾波形是升余弦滾降信號纯路。

奈奎斯特第二準則:轉換點無失真寞忿。無失真恢復信碼的另一種方法是以一定電平對接收波形限幅,由此再生的脈寬正好等于碼元間隔的矩形波叫编。轉換點是用來判斷信號幅度是否等于限幅電平的時刻。要求其他轉換點串擾為0.

奈奎斯特第三準則:脈沖波形面積保持不變卷谈。如果在一個碼元間隔內接收波形的面積正比于發(fā)送矩形脈沖的幅度霞篡,而其他碼元間隔的發(fā)送脈沖在這一個碼元間隔內的面積為0,那么也可以無失真恢復凸郑。


部分響應基帶傳輸系統(tǒng)

利用人為造成的碼間串擾來達到壓縮傳輸頻帶的目的矛市。

波形:用兩個相隔一位碼元間隔的sinx/x的合成波形來代替sinx/x波形浊吏。這種波形會引入一個串擾救氯,導致出現新的抽樣值,通常稱之為“偽電平”

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