通信原理第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示與傳輸

1、數(shù)字通信數(shù)字通信(1)(1)第四章第四章基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸2本章提要n字符的編碼方法字符的編碼方法n基帶數(shù)字信號(hào)的波形基帶數(shù)字信號(hào)的波形n基帶數(shù)字信號(hào)的碼型基帶數(shù)字信號(hào)的碼型n基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性n基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間串?dāng)_基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間串?dāng)_n眼圖眼圖n時(shí)域均衡器時(shí)域均衡器symbol數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸34.1 概述nbase band數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸44.2 字符的編碼表示n字符字符數(shù)字、字母、符號(hào)和漢字等統(tǒng)稱為字符。n漢

2、字的編碼方法漢字的編碼方法4 位十進(jìn)制數(shù)字表示一個(gè)漢字。 電報(bào)編碼： “中” “0022”，“國(guó)”“0948”。區(qū)位碼：“中”“5448”，“國(guó)”“2590”。n英文字母編碼方法英文字母編碼方法ASCII 碼 7位二進(jìn)制數(shù)字表示一個(gè)字符 ?！?”用 30H 表示，“1”用 31H 表示，等；“A”用 41H 表示，“a”用 61H 表示，等。character數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸54.3 基帶數(shù)字信號(hào)的波形nunipolar數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸64.3 基帶數(shù)字信號(hào)的波形111111100000000000單極性非歸零碼雙極性非歸零碼單極

3、性歸零碼雙極性歸零碼bipolar數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸74.3 基帶數(shù)字信號(hào)的波形n差分波形差分波形用電平的跳變或不變，而不是電平值的高低，分別表示 1 和 0 。11111110000000“1” 跳變差分波形“0” 跳變差分波形return-to-zero (RZ)數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸84.3 基帶數(shù)字信號(hào)的波形n多電平波形多電平波形用 多種電平表示數(shù)字信號(hào)，稱為多電平波形，或多進(jìn)制波形。001011011 10 01 00 1tnon-return-to-zero (NRZ)數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸94.4

4、基帶數(shù)字信號(hào)的傳輸碼型n傳輸碼型的要求傳輸碼型的要求無直流分量低頻分量少容易提取碼元定時(shí)信息頻帶寬度窄，或傳輸效率高抗干擾信能強(qiáng)，有一定的檢錯(cuò)能力與信源的統(tǒng)計(jì)特性無關(guān)實(shí)現(xiàn)代價(jià)低polar數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸104.4 基帶數(shù)字信號(hào)的傳輸碼型n1011 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1Alternate Mark Inversion (AMI)數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸114.4 基帶數(shù)字信號(hào)的傳輸碼型n1011 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1High Density

5、Bipolar (HDB)數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸124.4 基帶數(shù)字信號(hào)的傳輸碼型n雙相碼雙相碼用碼元中心正跳變表示 0，負(fù)跳跳變表示 1。含有位定時(shí)信息；雙極性，無直流分量；頻帶較寬；易實(shí)現(xiàn)（時(shí)鐘脈沖與單極性非歸零碼相異或）。11111110000000biphase code數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸134.4 基帶數(shù)字信號(hào)的傳輸碼型n密勒碼密勒碼用碼元中心跳變表示 1。單 0 保持電平不變，連 0 時(shí)在碼元邊界跳變。11111110000000密勒碼Miller code數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸144.4 基帶數(shù)字信

6、號(hào)的傳輸碼型nCMI CMI 碼碼1 交替地用高、低電平表示；0 用碼元中心正跳變表示。因 0 和 1 的高、低電平都是交替出現(xiàn)的，故 CMI 碼無直流分量；易于提取位定時(shí)信號(hào)；實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。11111110000000Coded Mark Inversion (CMI)數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸154.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性n000011111waveform數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸164.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性nprobability數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸174.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性ndecompose數(shù)字通

7、信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸184.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性nalternating component數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸194.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性n隨機(jī)基帶數(shù)字信號(hào)分解圖示隨機(jī)基帶數(shù)字信號(hào)分解圖示000011111illustration數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸204.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性nperiod數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸214.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性ndiscrete spectrum數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸224.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性ncont

8、inuous spectrum數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸234.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性npower spectrum數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸244.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性n111111100000000non-return-to-zero數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸254.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性nnon-return-to-zero數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸264.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性n11111110000000V0return-to-zero數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和

9、傳輸274.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性nreturn-to-zero數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸284.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性n111111100000000bipolar NRZ數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸294.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性nbipolar NRZ數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸304.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性n111111100000000bipolar RZ數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸314.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性nbipolar RZ數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸32

10、4.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性n111111100000000Manchester code數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸334.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性nManchester code數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸344.5 基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性n幾種典型信號(hào)的功率譜幾種典型信號(hào)的功率譜數(shù)字雙相碼密勒碼非歸零碼AMI 碼HDB3 碼歸零碼frequency characteristics數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸354.6 基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間串?dāng)_n基帶數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)模型基帶數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)模型抽樣判決抽樣判決雙極性二進(jìn)制 P

11、AM 信號(hào)decision device數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸364.6 基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間串?dāng)_nintersymbol interference (ISI)數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸374.6 基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間串?dāng)_n抽樣值無失真條件抽樣值無失真條件抽樣值無失真?zhèn)鬏數(shù)某湟獥l件是：僅在本碼元的抽樣時(shí)刻上的抽樣值不為零，而在其他碼元的抽樣時(shí)刻上的抽樣值均為零，即在抽樣點(diǎn)上不存在碼間串?dāng)_。distortionless數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸384.6 基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間串?dāng)_nfh(t)response數(shù)字通信(1)

12、 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸394.6 基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間串?dāng)_nNyquist rate數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸404.6 基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間串?dāng)_nNyquists criterion數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸414.6 基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間串?dāng)_nraised cosine數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸424.6 基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間串?dāng)_nrolloff factor數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸434.6 基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間串?dāng)_nside lobe數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸444.6 基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間串?dāng)_npartial-response signaling數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸454.7 眼圖n眼圖原理眼圖原理理想波形失真波形eye pattern數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸464.7 眼圖n眼圖模型眼圖模型最佳取樣時(shí)刻最佳判決電平信號(hào)失真信號(hào)失真噪聲容限margin over noise數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸474.8 時(shí)域均衡器nequalization數(shù)字通信(1) 第四章 基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸484.8 時(shí)域