()樊昌信 通信原理 课件 第6章.ppt

1、1、通讯原理、2、通讯原理、第6章数字基础乐队传输系统、3基乐队电信系统基本通信系统单极非零查询密码非返回- zero (nrz ) 双极性零查询密码双极性零查询密码双极性零(brz )信号交替反转查询密码alternativemarkinversedencoding (ami ) 第三阶高密度双极查询密码高密度双极双查询密码bi phase码信号反转查询密码码标记反转(CMI )，第四、第六章数字基乐队发射系统指示未经调制数字基乐队信号的数字信号的概述基于数字的乐队传输系统是直接传输基于数字的乐队信号而不需要载波的调制的系统，并且在传输距离不太远时被经常使用。 数字乐队通路传输系统包括调制和

2、解调过程的传输系统研究数字基带乐队传输系统的原因：近距离数据通讯系统中广泛采用的基带乐队传输方式也有着快速发展的趋势，第5、6章数字基带传输系统， 6.1数字基乐队信号及其频谱特性、最基本的基乐队信号波形1 .单极性码波形2 .双极型查询密码波形3 .单极型归零查询密码波形4 .双极型归零查询密码波形5 .差分查询密码波形6 .多查询密码波形(多电平码波形)、6、1特征是在1码元时间内电压(电流)或在印刷电路板内或印刷电路板之间等近距离传送时经常使用该波形。01001、e、0、7、2 .双极查询密码波形、双极查询密码波形的特征是在正电平表示的二进制象征符间没有时间间隔，当出现象征符“0”、“1

3、”等概率时，使用该波形的系统中没有直流成分。 该波形经常在ITU-T的v系列接口标准和RS-232C接口标准中使用。 01101、01101、e、e、8、3 .单极性正向脉冲是指，在象征符间隔时间内电平刚上升到高电位后再次回到零，正向脉冲的宽度比象征符的宽度小。 这个波形经常被用在近距离进行波形变换的时候。01101、e、0、9、4 .双极零查询密码波形、双极零查询密码波形用正向脉冲表示二进制象征符“1”，用负向脉冲表示二进制象征符“0”。 正向脉冲和负向脉冲都在象征符间隔时间内返回零。 01101、e、-E、10、5 .差分查询密码波形、差分查询密码波形在邻接的象征符的电平变化中表示二进制象

4、征符“1”，在电平变化中表示二进制象征符“0”。 由于差动码波形表示的信息码仅与相邻的象征符的电位变化有关，与电平的极性无关，所以将该码形称为相对码波形。 010101、e、-E、11、6 .多查询密码波形(多电平查询密码波形)在1个象征符间隔时间内信号电平可以是多个不同电平，由于表示信息的多个不同的象征符和象征符的组合，因此能够进行更高速的数据传输。 00 10 01 11 10 11 00 01 10、e、-E、3E、-3E、12实际遇到的基本乐队信号都是随机的脉冲序列。第13、6章的数字基准乐队传输系统若各象征符的波形相同而电平不同，则在式中对应于第an个象征符的电平值Ts象征符持续时间

5、g(t )是某个脉冲波形时，数字基准乐队信号可表示为随机脉冲串：式中sn、第14、第6章数字基乐队传输系统、6.1.2基乐队信号的频谱特性所讨论的问题是：数字基乐队信号为随机脉冲序列，频谱函数未确定且仅可描述其频谱特性。 在此，根据随机过程功率谱的原始定义，求出数字随机序列的功率谱式。 随机脉冲序列的式如下图所示：15、第6章数字基准乐队传输系统，图中Ts象征符宽度g1(t )和g2(t )分别表示信息查询密码“0”和“1”，是任意波形。 在序列的任一个象征符时间Ts内g1(t )和g2(t )出现的概率分别为p和(1-P )，若考虑它们的出现统一地独立，则该序列能够表示为式中、16、第6章基

6、于数字的乐队传送系统，明确了频谱分析的物理概念由于是随机序列s(t )的统一修正平均成分，且依赖于对每个象征符出现g1(t )和g2(t )的概率加权分数，因此v(t )对每个象征符具有相同的统一修正平均波形，从而v(t )可以表现为以Ts为周期，第17、6章数字基乐队传输系统、交替波u(t )为、第18、第6章基于数字的乐队传输系统、v(t )的功率谱密度Pv(f )，因为v(t )是Ts周期的周期信号，所以能够以傅里叶级数式展开的是(-Ts/2、Ts/2 )，因此，上式的积分限制能够从-变更为-， 从周期信号的功率谱密度和傅立叶系数的关系式得到的功率谱密度是、20、第6章基于数字的乐队传输

7、系统，u(t )的功率谱密度Pu(f )是功率型的随机脉冲序列，与该式中的UT (f) u(t )的截断函数uT(t )对应的频谱函数。 假定e统校正平均t切割时间与(2N 1)个象征符的长度，即，T=(2N 1)式相等，n是一盏茶大的整数。 此时，可将上述式改写为、21、第6章基于数字的乐队传送系统，当前求出uT(t )的频谱函数。 相应地，如从以上校正可知，在第、22、第六章基于数字的乐队传输系统中，当其集成校正的平均值是m=n时，所以、23、第六章基于数字的乐队传输系统是m n时，式的集成校正的平均值仅存在于m=n处，通常是连续的频谱数码基础乐队传送系统， s(t )的功率谱密度Ps(f

8、 )是s(t)=u(t) v(t )，因此，将以下两个式子相加：若写出能够得到随机序列s(t )的单边，则有、26、第六章基于数字的乐队传输系统，式中fs=1/Ts码元速率Ts -象征符的宽度(持续时间) g 和G2(f )分别是g1(t )和g2(t )的傅立叶变换、第27、第6章数字基础乐队传输系统，根据上式，计算二值随机脉冲序列的功率谱ps (。 总存在连续光谱，这是因为代表数据信息的g1(t )和g2(t )的波形不是完全相同，所以存在G1(f) G2(f )。 频谱的形状依赖于g1(t )和g2(t )的频谱和出现概率p。 是否存在离散频谱取决于g1(t )和g2(t )的波形及其出

9、现概率p。 通常，虽然也始终存在该误差，但在双极信号g1(t)=- g2(t)=g(t )且概率P=1/2(等概)的情况下，能够根据没有离散分量(f - mfs )的离散频谱判断随机序列中直流分量和时间节点分量的有木有。第28、6章数字基准乐队传输系统，【例6-1】求出单极性NRZ和RZ的矩形脉冲序列的功率谱。对于单极性波形，假定g1(t)=0，g2(t)=g(t )，当给定的随机脉冲序列的双边形功率谱密度是P=1/2时，可以将该等式简化为、220，即，其频谱函数对f=mfs的整数倍。 如果m是不等于零的整数，则在频谱Ps(f )中离散频谱为零，使得没有时间节点分量，30、第六章基于数字的乐队

10、传输系统，在此情况下，下式为、31、第六章基于数字的乐队传输系统，如果表示“1”的m是奇数，则此时离散如果有定时成分(m=1时) m是双位数，则此时没有离散频谱，功率谱Ps(f )为、32、第六章数字基准乐队传输系统，单极信号的功率谱密度分别由下图中的实线和折断线表示. 设=g(t )，则从式P=1/2时，上式、34、第6章基于数字的乐队传输系统、第6章基于数字的乐队传输系统、双极信号的功率谱密度曲线如下图的实线和折断线所示，第36、第6章基于数字的乐队传输系统根据以上的2个例子时间波形的工作比越小，占用带宽越大。 与频谱的第一个零点相乘，NRZ(=Ts )基本乐队信号的带宽为BS=1/=fs

11、。 RZ(=Ts/2 )基乐队信号的带宽为BS=1/=2fs。 其中，fs=1/Ts是二进制位时间节点信号的频率，在数值上与码元速率RB相等。 单极性基乐队信号中是否存在离散线光谱取决于矩形脉冲的工作比。 单极性NRZ信号中没有时间节点成分，想要取得时间节点成分时进行波形变换单极性RZ信号中含有时间节点成分，可以直接提取。 “0”、“1”等概形的双极信号没有离散频谱，即没有直流成分或时间节点成分。第六章数字基带乐队传输系统、6.2基带乐队传输对于常用查询密码型传输用基带乐队信号的主要要求：查询密码的要求：原始消息查询密码必须组织成适合传输用的查询密码型选择的码型电波形要求：电波形为基带系统的传

12、输前者选择传输符号类型，后者选择基本乐队脉冲。 这是两个独立联系的问题。 本节首先讨论查询密码型的选择题。第38、第6章基于数字的乐队传输系统，6.2.1传输查询密码的查询密码型选择原则是不含直流，次低频成分应尽可能少地从接收查询密码流中提取时间节点信号，并含有丰富的时间节点信息，功率谱的主瓣宽度不窄， 应使能适应消息源变化的内在检错能力，即查询密码类型具有恒定的规定性，而不受节省传输带宽的消息源纠错特性的影响，并利用该规定性进行宏命令监测。 编译查询密码简单，降低了通讯延迟和成本。 以下介绍几种目前常用的传输编码类型，尽管满足或部分脚丫子以上特性的传输编码类型很多。第39、第6章基于数字的乐

13、队传输系统、6.2.2一些常用的传输查询密码型AMI查询密码：传输编号交替反转查询密码编码规则：将信息查询密码的“1”(传输编号)交替转换为“1”和“1”， 转换为“1”的示例：与消息查询密码： 010000000000001ami查询密码：0- 100000000001 ami查询密码对应的波形是具有正、负、零三种电平的脉冲序列。、第40、第6章基于数字的乐队传输系统、AMI码的优点：利用无直流成分、高、次低频成分少、编译码电路简单、且传输信号极性交替的规则可以观察错误编码状况，如果这是AMI-RZ波形，则只要接收后进行全波整流，就可以转换为单极的RZ波形从中能够提取二进制位时间节点分量AM

14、I码的缺点：如果原信道码中出现长连“0”列，则信号电平不会长时间跳跃，难以提取时间节点信号。 解决连续“0”查询密码问题的一个有效方法是采用HDB查询密码。第41、第6章基于数字的乐队传输系统、HDB3查询密码：三阶高密度双极查询密码是AMI查询密码的改进型，其目的是克服AMI查询密码的缺点，使“0”连的个数减少到3个以下。 呼叫丁格尔半岛： (1)检查留言查询密码中的“0”的个数。 在连“0”的数为3以下时，HDB3码与AMI码同样，1和1交替。 (2)在连“0”的数量超过3的情况下，每4连将“0”定义为1小节，定义为B00V，称为破坏节，其中的v称为破坏脉冲，b称为调节脉冲，(3)V与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同(这破坏了极性交替的规则) v的可能值为1或-1，42，第6章基于数字的乐队传输系统，(4)B的可能值选择0，1或- 1以满足(3)的两个要求，(5)V查询密码后的传输编号的极性也应交替。