现代通信原理第九章——数字信号的基带传输

数字基带信号:未经调制的数字信号所占据的频带是从零频或低频开始,称为数字基带信号。

基带传输和调制传输:基带传输是指数字基带信号的直接传送;调制传输是指在无线信道光信道中必须把信号频谱搬移到高频处。

码元:用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字,这样的时间间隔内的信号称为(二进制)码元。根据幅度取值不同分为二元码、三元码和多元码。


二元码

单极性非归零码:用高低电平表示1、0

双极性非归零码:用正负电平表示1、0

单极性归零码:发1时高电平持续一段时间归零

上述三种缺点:功率谱有很多低频甚至直流分量;无法提取定时信息(因为不跳变);不具备检测错误的能力。

差分码:用电平跳变/不跳变表示1、0;跳变为1/0分别为传/空号差分码

曼彻斯特码(数字双相码):用一个周期的方波表示1,用它的反相波形表示0

传号翻转码(CMI):交替地用一个确定相位的周期方波表示1.CMI的跳变很多,便于恢复定时信号;而且具有检测错误的能力。

曼彻斯特码和CMI中,原始的二元信息用一组两位的二元码表示,称为1B2B码型。

密勒码:1用码元周期中点处出现跳变来表示;出现单个0时,码元周期内不出现跳变;出现连0时,在前一个0结束后一个0开始时跳变。因此,当出现“101”时会出现最大宽度(两个码元周期)。密勒码是曼彻斯特码的差分形式,频带宽度是其一半。

5B6B码:每5位二元信息被编码为一个6位二元码组。


三元码

传号交替反转码(AMI:Alternate Mark Inversion ):用三元的0表示0;用“1”和“-1”的交替表示1.脉冲宽度是码元周期的一半。

AMI之所以有检错能力是因为它含有冗余的信息量。事实上,任何具有检错能力的码型必然带有这种冗余性。

n阶高密度双极性码(HDBn码):当出现n+1个连0时用特定码组(即取代节)替代。为了识别出取代节,要在取代节中设置破坏点。最常用的是HDB3码。

N连0取代双极性码(BNZS码):连0数超过n时用取代节取代。

由于1B1T码效率偏低,采用分组编码的方式,把输入的二进制信码分组用三元码表示。4B3T码就是把4个二元码变换为3个三元码。


奈奎斯特准则

奈奎斯特第一准则:抽样值无失真。如果信号波形发生了变化,只要特定点的抽样值不变,就可以用再生判决电路进行再次抽样,准确无误地恢复原始信码。因为信息完全携带在抽样幅度值上。

第一准则的充要条件:仅在本码元的抽样时刻上有最大值,而在其他码元的抽样时刻信号值无影响,也就是抽样点上不存在码间干扰。在实际中广泛应用的无串扰波形是升余弦滚降信号

奈奎斯特第二准则:转换点无失真。无失真恢复信码的另一种方法是以一定电平对接收波形限幅,由此再生的脉宽正好等于码元间隔的矩形波。转换点是用来判断信号幅度是否等于限幅电平的时刻。要求其他转换点串扰为0.

奈奎斯特第三准则:脉冲波形面积保持不变。如果在一个码元间隔内接收波形的面积正比于发送矩形脉冲的幅度,而其他码元间隔的发送脉冲在这一个码元间隔内的面积为0,那么也可以无失真恢复。


部分响应基带传输系统

利用人为造成的码间串扰来达到压缩传输频带的目的。

波形:用两个相隔一位码元间隔的sinx/x的合成波形来代替sinx/x波形。这种波形会引入一个串扰,导致出现新的抽样值,通常称之为“伪电平”

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