现代通信原理 第5章 数字基带传输系统.ppt

,第5章数字基带传输系统,现代通信原理,引言,第5章第1节-,含两重要变换（1）消息数字基带信号（2）基带信号信道信号(适合信道传输),数字基带传输系统模型,各部件主要作用？,信号及其频谱特性,第5章第2节-,几种最基本的-,数字信号波形,分类及波形特点,单极性波形双极性波形单极性归零双极性归零差分波形多值波形,特点?,数字基带信号的-,频谱特性,1表达式及分析（1）数学表达式(以二元随机序列为例，用g1(t)和g2(t)分别表符号0和1，Ts为码元宽度),（2）分析步骤1）波形分解,则功谱密度:,2）交变波的截短（交变波u（t）用其截短函数uT（t）来分析）,2实际分析（1）稳态波分析（2）交变波分析（3）求合成波的功率谱密度,令截短周期,（1）稳态波分析,稳态波是截短函数ST（t）随机信号的平均分量：,VT（t）是周期Ts的周期函数，其付氏级数展开式为：,（2）交变波分析,由周期函数的功率谱特性（为冲激串）,（3）合成波的功谱密度,单边功率谱密度？双边功率谱密度？,其频谱函数为：,结论式：,双边功率谱：,P95的式5.2-24和5.2-25,常用传输码型,第5章第3节-,1AMI码（传号交替反转码）,编码规则？例：1001100011+1001+10001+1特点：优：P（0）=P（1）时无直流（因+1-1交替）且低频成分少二进制三进制（即1B/1T码型）编/译码电路简单便观察误码（+1、-1不交替）2）缺：信息码流会出现长0串提取位定时困难,2HDB3码,编码规则(p97)：1)信息“1”码极性要交替2)连0串4时，将第4个0变为非0符号，称破坏脉冲V码3)为收端识别与删除V码（非信息码），当相邻V码间有偶数个1时，须把第一个0变为非0符号，称附加脉冲B码特点？破坏码易识别，V前面3个必然是0，B不影响译码）举例？,3PST码,编码规则？,注意：单脉冲时（10、01），两模式应交换(防止直流漂移),例：01001110101100+模0+-+-0+0+-+,特点：1)定时容易（码元同步）2)无直流3)缺点：有帧同步问题（分组通信时）,4、Manchester双相码,编码规则？例：110010110100101100110特点：1)仅两电平2)有足够的定时信息；无直流；编码简单3)缺点：频带利用率低,5、Miller,编码规则？,6、CMI,编码规则？例：110100101100011101010001特点：1)有较多的电平跃变，定时信息丰富2)CCITT推荐的PCM接口码型,基带脉冲传输与ISI,第5章第4节-,一、系统模型及各部件主要作用,模型及等效,2、基带传输系统存在的问题,系统分析,设输入基带信号：,接收滤波器输出（送往数字识别器的信号）,r(t)在第K个抽样时刻的样值：,问题？,无ISI的基带传输特性,第5章第5节-,问题的提出,如何设计基带系统的传输特性H（）或h（t），才能使系统能够做到无ISI的传输数字基带信号，提高系统的可靠性？,1、无ISI的理论条件,时域条件:h（KTs）=频域条件:Heq（）=,前提：送入系统的数字基带信号的传输速率:Rb=1/Ts,k=0，1；2,例1设数字信号Rb=1/Ts，问下述系统特性能否满足无ISI条件？,例2设Rb=1/Ts，问下述升余弦特性H（）=Ts/21+cos（Ts/2）是否满足无ISI条件？,在此范围内等效成理想低通,旋转奇对称！,2、设计数字基带系统-,须考虑的几个问题,1）设计H（）时应考虑?,无ISI（可靠）满足抽样点无ISI理论条件消除位定时误差引起的ISI(频带利用率)要高（有效）,-什么叫频带利用率？它与哪些参数有关？Nyquist带宽W？Nyquist传输速率Rbmax？=？,见下页,2）ISI的产生原因及解决办法,不满足理论条件引起位定时误差引起由来？如何减小？对H（）的综合要求高（理想低通的相对较高）减小位定时误差带来的ISI（有“幅度滚降”的低通特性较理想低通特性更好！）,证明-有幅度滚降的低通较理想低通对消除位定时误差带来的ISI更有利！,a为滚降系数，0a1，一般取a0.2,结论？,时域冲激响应波形,无码间干扰基带系统的抗噪声性能,第5章第7节-,系统性能分析模型,GR()出:r(t)=y(t)+nR(t)样值脉冲:r=y+V（后者为噪声样值）若n(t)为平稳G.RP（均值为0、方差为2）则V的概密函数:,样值：,发送双极性信号时,判决门限a=0判决规则:r0判“1”r0判“0”,两类错误概率的几何表示如下,两错误概率及误码率如下:,发单极性信号时,判决门限=A/2判决规则:rA/2判“1”rA/2判“0”即:发“1”时:r=A+VA/2判“1”-r=A+VA/2判“0”-发“0”时:r=0+VA/2判“0”-