通信原理第7版第6章PPT课件(樊昌信版)优质PPT.ppt
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从零频或很低频率开始的。
数字基带传输系统数字基带传输系统不经载波调制而直接传输数字基带信号不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统,常用于传输距离不太远的情况。
的系统,常用于传输距离不太远的情况。
数字带通传输系统数字带通传输系统包括调制和解调过程的传输系统包括调制和解调过程的传输系统西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜n基带传输系统组成:
基带传输系统组成:
信道:
给给基带信号提供传输通道。
引言引言西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜引言西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜输入信号码型变换传输波形信道输出接收滤波输出位定时脉冲恢复的信息错错误误码码元元n基带传输系统各点波形:
基带传输系统各点波形:
引言10西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜数字基带信号及其频谱特性6.1西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜单个序列六种基本信号波形6.1.1数字基带信号几种基本的基带信号波形几种基本的基带信号波形西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜归零通常,归零波形使用半占空码,即占空比为通常,归零波形使用半占空码,即占空比为50%单极性波形和双极性波形属于非归零单极性波形和双极性波形属于非归零(NRZ)波形,其占空比等于波形,其占空比等于100西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜接收端很容易识别出每个码元的起止时刻,便于同步接收端很容易识别出每个码元的起止时刻,便于同步西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜四四电平波形平波形00+3E01+E10-E11-3E西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜若各码元若各码元波形相同而取值不同波形相同而取值不同波形相同而取值不同波形相同而取值不同,则可表示为:
,则可表示为:
第第n个个码元的元的电平取平取值随机量随机量TB码元持元持续时间g(t)某种脉冲波形某种脉冲波形一般情况下,数字基带信号可表示为一随机脉冲序列:
一般情况下,数字基带信号可表示为一随机脉冲序列:
随机脉冲序列随机脉冲序列数字基带信号的表示式西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜方法方法方法方法:
相关函数相关函数相关函数相关函数功率谱密度功率谱密度功率谱密度功率谱密度由由由由功率谱密度的定义式功率谱密度的定义式功率谱密度的定义式功率谱密度的定义式目的目的目的目的:
确定信号带宽信号带宽获得位定时分量、获得位定时分量、直流分量直流分量等等6.1.2基带信号的频谱特性-PSDp由于数字基带信号是一个随机脉冲序列,没有确定的频谱函数,所以只由于数字基带信号是一个随机脉冲序列,没有确定的频谱函数,所以只能用功率谱来描述它的频谱特性。
能用功率谱来描述它的频谱特性。
p将从随机过程功率谱的原始定义出发,求出数字随机序列的功率谱公式将从随机过程功率谱的原始定义出发,求出数字随机序列的功率谱公式西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜思路思路思路思路:
分解分解交变波交变波稳态波稳态波6.1.2基带信号的频谱特性-PSD西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜推导推导推导推导:
设设二进制的随机脉冲序列:
二进制的随机脉冲序列:
“0”-g1(t)-P“1”-g2(t)-1-PTB-TBg2(t-2TB)g2(t-TB)g1(t-2TB)g1(t+2TB)g2(t+TB)g1(t)西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜nn稳态波稳态波v(t)和交变波交变波u(t)v(t):
所谓稳态波,即随机序列所谓稳态波,即随机序列s(t)的统计平均分量,它取的统计平均分量,它取决于每个码元内出现决于每个码元内出现g1(t)和和g2(t)的概率加权平均的概率加权平均:
周期性信号,v(t)在每个码元内的统计平均波形相同,故在每个码元内的统计平均波形相同,故v(t)是以是以Ts为周期的周期信号为周期的周期信号交交变波波u(t)是是s(t)与与v(t)之差之差于是于是式中,式中,或写成或写成其中其中显然,然,u(t)是一个随机脉冲序列是一个随机脉冲序列。
nn稳态波稳态波v(t)和交变波交变波u(t)即即西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜周期周期TB可展成傅里叶级数可展成傅里叶级数式中式中1v(t)的功率谱密度的功率谱密度-Pv(f)v(t)是以为是以为Ts周期的周期信号周期的周期信号西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜在(在(-TB/2,TB/2)内:
)内:
只存在只存在(-TB/2,TB/2)内内故有故有积分限可改为积分限可改为-到到西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜根据周期信号的功率谱密度与傅里叶系数的关系可得:
其中其中22即即西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜u(t)的截短函数:
的截短函数:
取截短时间取截短时间:
2u(t)的功率谱密度的功率谱密度-Pu(f)西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜其中其中西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜mn:
m=n:
西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜双边谱单边谱3s(t)=u(t)+v(t)的功率谱密度的功率谱密度-Ps(f)西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜u连续谱连续谱带宽带宽Bu离散谱离散谱定时分量,形状(定时分量,形状(m=1)等等uu连续谱能否消失?
u离散谱消失的条件?
讨论:
连续谱连续谱离散谱离散谱连续谱总是存在的,这是因为代表数据信息的连续谱总是存在的,这是因为代表数据信息的g1(t)和和g2(t)波形不能完全相同,故有波形不能完全相同,故有G1(f)G2(f)对于双极性信号对于双极性信号g1(t)=-g2(t)=g(t),且概率,且概率P=1/2(等概)时,则没有离散分量(等概)时,则没有离散分量(f-mfs)解:
于解:
于单极性波形:
极性波形:
设g1(t)=0,g2(t)=g(t),代入下式,代入下式可得到由其构成的随机脉冲序列的双可得到由其构成的随机脉冲序列的双边功率功率谱密度密度为当当P=1/2时,上式,上式简化化为例例求单极性求单极性NRZ和和RZ矩形脉冲序列的功率谱矩形脉冲序列的功率谱p讨论:
若表示若表示“1”码的波形的波形g2(t)=g(t)为不不归零零(NRZ)矩形脉冲,即)矩形脉冲,即其其频谱函数函数为当当f=mfs时:
若:
若m=0,G(0)=TsSa(0)0,频谱Ps(f)中有直流分量中有直流分量若若m为不等于零的整数,不等于零的整数,频谱Ps(f)中离散中离散谱为零,无定零,无定时分量分量西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜例例参见教材参见教材P137139自行推导自行推导示意图:
示意图:
解西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜谱零点带宽谱零点带宽:
归纳归纳:
曹丽娜基带传输de常用码型6.2西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜无直流分量,且低频分量小无直流分量,且低频分量小;
定时信息丰富;
高频分量小;
不受信源统计特性的影响;
有自检能力,有自检能力,编、译码简单编、译码简单。
uAMI码、码、HDB3-1B1T码码u双相码、双相码、CMI码码-1B2B码码u块编码块编码6.2.1选码原则6.2.2几种常用的传输码型西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作:
曹丽娜编码规则编码规则:
“1”+1、-1交替“0”0特点特点:
信码有长连0串时,难以获取定时信息。
缺点缺点:
1AMIAMI码码传号极性交替码传号极性交替码信码:
100110000000110011AMI码:
+100-1+100000001+1001+1应用应用:
PCM24路基群(北美系列)1.544Mb/s的线路码型。
举例举例:
曹丽娜2HDBHDB33码码33阶高密度双极性码阶高密度双极性码编码规则:
编码规则:
u连“0”个数不超过3个时,遵循AMI的编码规则;
u连“0”个数超过3个时,将第4个“0”改为非“0”脉冲,记为V+或V-,称为破坏脉冲。
u相邻V码的极性必须交替出现(确保无直流);
uV码的极性应与前一个非“0”脉冲的极性相同,否则,将0000更改为B+00V+或B-0
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