《通信原理教程》(第3版) 樊昌信 編著第五章PPT課件

1、1l數(shù)字信號(hào)傳輸時(shí)為什么需要不同的表示方法？數(shù)字信號(hào)傳輸時(shí)為什么需要不同的表示方法？為了除去直流分量和頻率很低的分量；為了除去直流分量和頻率很低的分量；為了在接收端得到每個(gè)碼元的起止時(shí)刻信息；為了在接收端得到每個(gè)碼元的起止時(shí)刻信息；為了使信號(hào)的頻譜和信道的傳輸特性相匹配為了使信號(hào)的頻譜和信道的傳輸特性相匹配 。l何謂字符？何謂字符？ 漢字、數(shù)字和英文字母漢字、數(shù)字和英文字母 ，統(tǒng)稱為字符。，統(tǒng)稱為字符。l漢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。位十進(jìn)制數(shù)字表示一個(gè)漢字。 例如，電報(bào)編碼：例如，電報(bào)編碼： “中中” “0022”，“國(guó)國(guó)” “0948”。 區(qū)位碼：區(qū)位碼： “

2、中中” “5448”，“國(guó)國(guó)” “2590”。l英文字母編碼方法：英文字母編碼方法：ASCII 碼碼 7位二進(jìn)制數(shù)字表示一個(gè)字位二進(jìn)制數(shù)字表示一個(gè)字符符 。2l單極性波形單極性波形l雙極性波形雙極性波形l單極性歸零波形單極性歸零波形l雙極性歸零波形雙極性歸零波形l差分波形差分波形l多電平波形多電平波形 0 1 0 1 1 0 0 0 1-V0+V+V+V0+V-V0(a)(b)(c)(d)(e)(a) 單極性波形單極性波形 (b)雙極性波形雙極性波形 (c)單極性歸零波形單極性歸零波形 (d)雙極性歸零波形雙極性歸零波形(e)差分波形差分波形圖圖5.3.1 基帶信號(hào)的基本波形基帶信號(hào)的基本波形

3、-V圖圖5.3.2 多電平波形多電平波形0+V+3V-3V二二進(jìn)進(jìn)制制3l對(duì)于傳輸碼型，有如下一些要求：對(duì)于傳輸碼型，有如下一些要求：無(wú)直流分量和只有很小的低頻分量；無(wú)直流分量和只有很小的低頻分量；含有碼元的定時(shí)信息；含有碼元的定時(shí)信息；傳輸效率高；傳輸效率高；最好有一定的檢錯(cuò)能力；最好有一定的檢錯(cuò)能力；適用于各種信源，即要求以上性能和信源的統(tǒng)計(jì)特性無(wú)關(guān)適用于各種信源，即要求以上性能和信源的統(tǒng)計(jì)特性無(wú)關(guān)lAMI碼碼 傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼 編碼規(guī)則：編碼規(guī)則：“1” 交替變成交替變成“1”和和“1”， “0” 仍保持為仍保持為“0”， 例：消息碼：例：消息碼： 0 1 0 1 1 0 0

4、 0 1 AMI碼：碼：0 +1 0 -1 +1 0 0 0 -1優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有直流分量?jī)?yōu)點(diǎn)：沒(méi)有直流分量 、譯碼電路簡(jiǎn)單、譯碼電路簡(jiǎn)單 、能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)碼、能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)碼缺點(diǎn)：出現(xiàn)長(zhǎng)串連缺點(diǎn)：出現(xiàn)長(zhǎng)串連“0”時(shí)，將使接收端無(wú)法取得定時(shí)信息。時(shí)，將使接收端無(wú)法取得定時(shí)信息。又稱：又稱：“1B/1T”碼碼 1位二進(jìn)制碼變成位二進(jìn)制碼變成1位三進(jìn)制碼。位三進(jìn)制碼。4lHDB3碼碼 3階高密度雙極性碼階高密度雙極性碼 編碼規(guī)則：編碼規(guī)則：n首先，將消息碼變換成首先，將消息碼變換成AMI碼，碼，n然后，檢查然后，檢查AMI碼中連碼中連“0”的情況：的情況：p當(dāng)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)當(dāng)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)4個(gè)以上（包括個(gè)以上（包括4個(gè)）連個(gè)）

5、連“0”時(shí)，則不作改變，時(shí)，則不作改變，AMI碼就是碼就是HDB3碼。碼。p當(dāng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)發(fā)現(xiàn)4個(gè)或個(gè)或4個(gè)以上連個(gè)以上連“0”的碼元串時(shí)，就將第的碼元串時(shí)，就將第4個(gè)個(gè)“0”變成變成與其前一個(gè)非與其前一個(gè)非“0”碼元（碼元（“1”或或“1”）同極性的碼元。）同極性的碼元。p將這個(gè)碼元稱為將這個(gè)碼元稱為“破壞碼元破壞碼元”，并用符號(hào)，并用符號(hào)“V”表示，即用表示，即用“+V”表示表示“1”，用，用“V”表示表示“1”。p為了保證相鄰為了保證相鄰“V”的符號(hào)也是極性交替：的符號(hào)也是極性交替： * 當(dāng)相鄰當(dāng)相鄰“V”之間有奇數(shù)個(gè)非之間有奇數(shù)個(gè)非“0”碼元時(shí)，這是能夠保證的。碼元時(shí)，這是能夠保證的。 *

6、當(dāng)相鄰當(dāng)相鄰“V”之間有偶數(shù)個(gè)非之間有偶數(shù)個(gè)非“0”碼元時(shí)，不符合此碼元時(shí)，不符合此“極性極性交替交替”要求。這時(shí)，需將這個(gè)連要求。這時(shí)，需將這個(gè)連“0”碼元串的第碼元串的第1個(gè)個(gè)“0”變成變成“B”或或“B”。B的符號(hào)與前一個(gè)非的符號(hào)與前一個(gè)非“0”碼元的符號(hào)相反；碼元的符號(hào)相反；并且讓后面的非并且讓后面的非“0”碼元符號(hào)從碼元符號(hào)從V碼元開(kāi)始再交替變化。碼元開(kāi)始再交替變化。5例：例：消息碼消息碼: 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1AMI碼碼: -1 0 0 0 0 +1 0 0 0 0 -1 +1 0 0 0 0 -1 +1HDB3碼碼: -1 0 0

7、 0 -V +1 0 0 0 +V -1 +1 -B 0 0 -V +1 -1譯碼：譯碼：n發(fā)現(xiàn)相連的兩個(gè)同符號(hào)的發(fā)現(xiàn)相連的兩個(gè)同符號(hào)的“1”時(shí)，后面的時(shí)，后面的“1”及其前面及其前面的的3個(gè)符號(hào)都譯為個(gè)符號(hào)都譯為“0”。n然后，將然后，將“+1”和和“-1”都譯為都譯為“1”，其它為，其它為“0”。優(yōu)點(diǎn)：除了具有優(yōu)點(diǎn)：除了具有AMI碼的優(yōu)點(diǎn)外，還可以使連碼的優(yōu)點(diǎn)外，還可以使連“0”碼元串碼元串中中“0”的數(shù)目不多于的數(shù)目不多于3個(gè)，而且與信源的統(tǒng)計(jì)特性無(wú)關(guān)。個(gè)，而且與信源的統(tǒng)計(jì)特性無(wú)關(guān)。 6l雙相碼雙相碼 曼徹斯特碼曼徹斯特碼編碼規(guī)則：編碼規(guī)則：消息消息碼碼“0” 傳輸碼傳輸碼“01”譯碼譯

8、碼規(guī)則：規(guī)則：消息消息碼碼“0”和和“1”交替處有連交替處有連“0”和連和連“1”，可以作為碼組的邊界?？梢宰鳛榇a組的邊界。 優(yōu)缺點(diǎn)：只有優(yōu)缺點(diǎn)：只有2電平，可以提供定時(shí)信息，無(wú)直流分量；電平，可以提供定時(shí)信息，無(wú)直流分量； 但是占用帶寬較寬。但是占用帶寬較寬。1 0+E-E0 17l密勒碼密勒碼 編碼規(guī)則：編碼規(guī)則：消息碼消息碼“1” 用中點(diǎn)處電壓的突跳表示，或者說(shuō)用用中點(diǎn)處電壓的突跳表示，或者說(shuō)用“01”或或 “10”表示；表示；消息碼消息碼“0” 單個(gè)消息碼單個(gè)消息碼“0”不產(chǎn)生電位變化，不產(chǎn)生電位變化， 連連“0”消息碼則在邊界使電平突變，或者說(shuō)消息碼則在邊界使電平突變，或者說(shuō)用用 “

9、11”或或“00”表示表示 特點(diǎn)：當(dāng)特點(diǎn)：當(dāng) “1”之間有一個(gè)之間有一個(gè) “0”時(shí)，碼元寬度最長(zhǎng)（等于兩時(shí)，碼元寬度最長(zhǎng)（等于兩倍消息碼的長(zhǎng)度）。這一性質(zhì)也可以用來(lái)檢測(cè)誤碼。倍消息碼的長(zhǎng)度）。這一性質(zhì)也可以用來(lái)檢測(cè)誤碼。產(chǎn)生：雙相碼的下降沿正好對(duì)應(yīng)密勒碼的突變沿。因此，產(chǎn)生：雙相碼的下降沿正好對(duì)應(yīng)密勒碼的突變沿。因此，用雙相碼的下降沿觸發(fā)雙穩(wěn)觸發(fā)器就可以得到密勒碼。用雙相碼的下降沿觸發(fā)雙穩(wěn)觸發(fā)器就可以得到密勒碼。00消息碼：消息碼： 1 0 1 1 0 0 0 1雙相碼：雙相碼： 10 01 10 10 01 01 01 10 雙相碼波形：雙相碼波形： 雙相碼相位：雙相碼相位： 0 0 0 0

10、密勒碼：密勒碼：8lCMI碼碼 傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼 編碼規(guī)則：消息碼編碼規(guī)則：消息碼“1” 交替用交替用“11”和和“00”表示；表示；消息碼消息碼“0” 用用“01”表示，表示， 00消息碼：消息碼： 1 0 1 1 0 0 0 1雙相碼：雙相碼： 10 01 10 10 01 01 01 10 雙相碼波形：雙相碼波形： 雙相碼相位：雙相碼相位： 0 0 0 0密勒碼：密勒碼：0CMI碼：碼：9lnBmB碼碼 這是一類分組碼，它把消息碼流的這是一類分組碼，它把消息碼流的n位二進(jìn)制碼元編為一位二進(jìn)制碼元編為一組，并變換成為組，并變換成為m位二進(jìn)制的碼組，其中位二進(jìn)制的碼組，其中mn。后者有。

11、后者有2m種不同組合。由于種不同組合。由于mn，所以后者多出，所以后者多出(2m 2n)種組合。在種組合。在2m種組合中，可以選擇特定部分為可用碼組，其余部分為種組合中，可以選擇特定部分為可用碼組，其余部分為禁用碼組，以獲得好的編碼特性。禁用碼組，以獲得好的編碼特性。雙相碼、密勒碼和雙相碼、密勒碼和CMI碼等都可以看作是碼等都可以看作是1B2B碼。在光纖碼。在光纖通信系統(tǒng)中，常選用通信系統(tǒng)中，常選用m = n + 1，例如，例如5B6B碼等。碼等。除了除了nBmB碼外，還可以有碼外，還可以有nBmT碼等等。碼等等。nBmT碼表示將碼表示將n個(gè)二進(jìn)制碼元變成個(gè)二進(jìn)制碼元變成m個(gè)三進(jìn)制碼元。個(gè)三進(jìn)

12、制碼元。10l二進(jìn)制隨機(jī)信號(hào)序列的功率譜密度二進(jìn)制隨機(jī)信號(hào)序列的功率譜密度 設(shè)信號(hào)中設(shè)信號(hào)中“0”和和“1”的波形分別為的波形分別為g1 (t)和和g2 (t)， 碼元寬帶為碼元寬帶為T。(b) g2(t)波形波形g2(t)0g1(t-nt)g2t-(n+1) 0 0 1 0 1Tts(t)(c) s(t)波形波形(a) g1(t)波形波形0g1(t)11假設(shè)隨機(jī)信號(hào)序列是一個(gè)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程，其中假設(shè)隨機(jī)信號(hào)序列是一個(gè)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程，其中“0”和和“1”的出現(xiàn)概率分別為的出現(xiàn)概率分別為P和和(1 P)，而且它們的出現(xiàn)是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立，而且它們的出現(xiàn)是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的的則有：則有：式中，式中，其功率譜密度其功率

13、譜密度 ：式中，式中，Tc為截取的一段信號(hào)的持續(xù)時(shí)間，設(shè)它等于：為截取的一段信號(hào)的持續(xù)時(shí)間，設(shè)它等于：式中，式中，N是一個(gè)足夠大的整數(shù)。這樣，是一個(gè)足夠大的整數(shù)。這樣， 及及 若求出了截短信號(hào)若求出了截短信號(hào)sc(t)的頻譜密度的頻譜密度Sc(f)，利用上式就能，利用上式就能計(jì)算出信號(hào)的功率譜密度計(jì)算出信號(hào)的功率譜密度Ps(f)。nntsts)()()1 (),(),()(21PnTtgPnTtgtsn概率為概率為cCTsTfSEfPEfPc2)(lim)()(TNTc) 12(NNnnctsts)()(TNfSEfPCNs) 12()(lim)(212計(jì)算結(jié)果：計(jì)算結(jié)果： 雙邊功率譜密度表示

14、式：雙邊功率譜密度表示式：?jiǎn)芜吂β首V密度表示式：?jiǎn)芜吂β首V密度表示式：mcccccvusmffmfGPmfPGffGfGPPffPfPfP)()()1 ()()()()1 ()()()(2212211221222122210),()()1 ()(2)() 0()1 () 0()()1 (2)(mccccccsfmffmfGPmfPGffGPPGffGfGPPffP（13l功率譜密度計(jì)算舉例功率譜密度計(jì)算舉例 單極性二進(jìn)制信號(hào)單極性二進(jìn)制信號(hào) 設(shè)信號(hào)設(shè)信號(hào)g1(t) = 0, g2(t) = g(t)，則由其構(gòu)成的隨機(jī)序列的雙邊，則由其構(gòu)成的隨機(jī)序列的雙邊功率譜密度為：功率譜密度為： 式中，式中

15、，G( f )是是g(t)的頻譜函數(shù)。當(dāng)?shù)念l譜函數(shù)。當(dāng)P = 1 / 2，且，且g(t)為矩形脈為矩形脈沖時(shí)，即當(dāng)沖時(shí)，即當(dāng)時(shí)，時(shí)，g(t)的頻譜函數(shù)為的頻譜函數(shù)為故有故有式中，式中，mccccsmffmfGPffGPPffP)()()1 ()()1 ()(22tTttg其他, 02, 1)(fTfTTfGsin)()(41)(4)(41sin41)(222tfTSaTffTfTTffPcsxxxSa/sin)(14雙極性二進(jìn)制信號(hào)雙極性二進(jìn)制信號(hào)設(shè)信號(hào)設(shè)信號(hào)g1(t) = -g2(t) = g(t)，則由其構(gòu)成的隨機(jī)序列的雙邊功，則由其構(gòu)成的隨機(jī)序列的雙邊功率譜密度為：率譜密度為：當(dāng)當(dāng)P =

16、 1/2時(shí)，上式可以改寫(xiě)為時(shí)，上式可以改寫(xiě)為若若g(t)為矩形脈沖，則將其頻譜為矩形脈沖，則將其頻譜G( f )代入上式可得代入上式可得由上面兩個(gè)例子可以看出：由上面兩個(gè)例子可以看出：1. 在一般情況下，隨機(jī)信號(hào)序列的功率譜密度中包含連續(xù)在一般情況下，隨機(jī)信號(hào)序列的功率譜密度中包含連續(xù)譜和離散譜兩個(gè)分量。但是對(duì)于雙極性信號(hào)譜和離散譜兩個(gè)分量。但是對(duì)于雙極性信號(hào)g(t) = -g(t)，且，且概率概率P = 1/2時(shí)，則沒(méi)有離散譜分量。時(shí)，則沒(méi)有離散譜分量。2. 若若g1(t) = g2(t)，則功率譜密度中沒(méi)有連續(xù)譜分量，只有，則功率譜密度中沒(méi)有連續(xù)譜分量，只有離散譜。離散譜。 為周期性序列，

17、不含信息量。為周期性序列，不含信息量。mccccsmffmfGPffGPPffP)()() 12()()1 (4)(222)()(fGffPcs)(sinsin)(222fTTSafTfTTfTfTTffPcs5.6.1 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)模型設(shè)：設(shè)：GT(f) 發(fā)送濾波器的傳輸函數(shù)，發(fā)送濾波器的傳輸函數(shù)， GR(f) 接收濾波器的傳輸函數(shù)，接收濾波器的傳輸函數(shù)， C(f) 信道的傳輸函數(shù)，信道的傳輸函數(shù)， H(f) = GT(f) C(f) GR(f)。 15基帶基帶傳輸傳輸抽樣抽樣判決判決H(f)發(fā)送發(fā)送濾波器濾波器信信 道道接收接收濾波器濾波器抽樣抽樣判決判決噪

18、聲噪聲GR(f)C(f)GT(f)16 l碼間串?dāng)_碼間串?dāng)_ 相鄰碼元間的互相重疊相鄰碼元間的互相重疊l碼間串?dāng)_產(chǎn)生的原因碼間串?dāng)_產(chǎn)生的原因 系統(tǒng)總傳輸特性系統(tǒng)總傳輸特性H(f)不良。不良。l碼間串?dāng)_的特點(diǎn)碼間串?dāng)_的特點(diǎn) 隨信號(hào)的出現(xiàn)而出現(xiàn)，隨信號(hào)的消失而消隨信號(hào)的出現(xiàn)而出現(xiàn)，隨信號(hào)的消失而消失失 （乘性干擾）（乘性干擾）l克服碼間串?dāng)_的原理克服碼間串?dāng)_的原理設(shè)：系統(tǒng)總傳輸函數(shù)設(shè)：系統(tǒng)總傳輸函數(shù)H(f)具有理想矩形特性：具有理想矩形特性：式中，式中，T為碼元持續(xù)時(shí)間為碼元持續(xù)時(shí)間 當(dāng)系統(tǒng)輸入為單位沖激函數(shù)當(dāng)系統(tǒng)輸入為單位沖激函數(shù) (t)時(shí)，抽樣前接收信號(hào)波形時(shí)，抽樣前接收信號(hào)波形h(t)應(yīng)該等于

19、應(yīng)該等于H(f)的逆傅里葉變換：的逆傅里葉變換： 其他處, 021,)(TfTfHTtTtdfefHthTTftj/sin)()(2/12/1217 由圖由圖(b)可見(jiàn)，可見(jiàn)，h(t)的零點(diǎn)間隔的零點(diǎn)間隔 等于等于T，只有原點(diǎn)左右第一個(gè)零點(diǎn)，只有原點(diǎn)左右第一個(gè)零點(diǎn) 之間的間隔等于之間的間隔等于2T。 在在理論上理論上，可以用持續(xù)時(shí)間為，可以用持續(xù)時(shí)間為T 的碼元進(jìn)行傳輸而無(wú)碼間串?dāng)_。的碼元進(jìn)行傳輸而無(wú)碼間串?dāng)_。如圖如圖(c)所示。所示。這時(shí)，這時(shí)，傳輸帶寬：傳輸帶寬：W = 1/(2T) Hz傳輸速率傳輸速率 : RB = (1/T) 波特波特速率帶寬比速率帶寬比: RB/W 2 Baud/H

20、z 奈奎斯特速率奈奎斯特速率l理想傳輸特性的問(wèn)題理想傳輸特性的問(wèn)題不能物理實(shí)現(xiàn)不能物理實(shí)現(xiàn)波形的波形的“尾巴尾巴”振蕩大，時(shí)間長(zhǎng)，要求抽樣時(shí)間準(zhǔn)確。振蕩大，時(shí)間長(zhǎng)，要求抽樣時(shí)間準(zhǔn)確。 1/2TH(f)T0-1/2Tf(a) H(f)曲線曲線(b) h(t)曲線曲線(c) h(t)和和h(t-T)間無(wú)串?dāng)_示意圖間無(wú)串?dāng)_示意圖18l實(shí)用無(wú)碼間串?dāng)_傳輸特性：要求實(shí)用無(wú)碼間串?dāng)_傳輸特性：要求傳輸函數(shù)是實(shí)函數(shù)，且在傳輸函數(shù)是實(shí)函數(shù)，且在 f = w處奇對(duì)稱，處奇對(duì)稱， 稱為奈奎斯特準(zhǔn)則。稱為奈奎斯特準(zhǔn)則。(a) 傳輸函數(shù)(b) 矩形分量(c) 奇對(duì)稱分量H1(f)19l例：余弦滾降特性的傳輸函數(shù)例：余弦

21、滾降特性的傳輸函數(shù)其沖激響應(yīng)為：其沖激響應(yīng)為：W1/W 稱為滾降系數(shù)。稱為滾降系數(shù)。 當(dāng)當(dāng)W1/W = 1時(shí)，稱為升余弦特性。時(shí)，稱為升余弦特性。 此時(shí)此時(shí)s0(t)的旁瓣小于的旁瓣小于31.5 dB，且零點(diǎn)增多了。且零點(diǎn)增多了。 滾降特性仍然保持滾降特性仍然保持2W波特的波特的傳輸速率，但是占用帶寬增大了。傳輸速率，但是占用帶寬增大了。 fWWWWfWWWWfWWWffH1111110, 0,2cos2121, 1)(a) 傳輸函數(shù)(b) 沖激響應(yīng)2110412cossin)(tWtWWtWtWts20l部分響應(yīng)系統(tǒng)解決的問(wèn)題：部分響應(yīng)系統(tǒng)解決的問(wèn)題：理想矩形傳輸特性：帶寬最小，但不可實(shí)現(xiàn)，

22、理想矩形傳輸特性：帶寬最小，但不可實(shí)現(xiàn)，滾降特性：可以實(shí)現(xiàn)，但帶寬增大了。滾降特性：可以實(shí)現(xiàn)，但帶寬增大了。部分響應(yīng)特性：可以解決上述矛盾。部分響應(yīng)特性：可以解決上述矛盾。l部分響應(yīng)特性原理：部分響應(yīng)特性原理：例例：設(shè)傳輸函數(shù)：設(shè)傳輸函數(shù)H(f)為理想矩形。當(dāng)加入兩個(gè)相距時(shí)間為理想矩形。當(dāng)加入兩個(gè)相距時(shí)間T的單的單位沖激時(shí)，輸出波形是兩個(gè)位沖激時(shí)，輸出波形是兩個(gè)sinx/x波形的疊加：波形的疊加：式中，式中，W = 1/2Tf1/2TG(f)2/22/2sin2/22/2sin)(TtWTtWTtWTtWtg21上波形的頻譜為：上波形的頻譜為： 余弦形，帶寬余弦形，帶寬1/2T。輸出波形公式輸

23、出波形公式g(t)可以化簡(jiǎn)為可以化簡(jiǎn)為: g(t)值隨值隨 t 2的增大而減小。的增大而減小。 由上式可得，由上式可得， 若用若用g(t)作為碼元的波形，并以間隔作為碼元的波形，并以間隔T傳輸，則在抽樣時(shí)傳輸，則在抽樣時(shí)刻上僅相鄰碼元之間互相干擾，而在抽樣時(shí)刻上與其他碼元刻上僅相鄰碼元之間互相干擾，而在抽樣時(shí)刻上與其他碼元互不干擾?；ゲ桓蓴_。 表面觀察，由于圖中相鄰碼元間存在干擾，似乎不能以表面觀察，由于圖中相鄰碼元間存在干擾，似乎不能以時(shí)間間隔時(shí)間間隔T傳輸碼元。但是，因?yàn)檫@種干擾是確知的，故有辦傳輸碼元。但是，因?yàn)檫@種干擾是確知的，故有辦法仍以法仍以1/T 波特的碼元速率正確傳輸。波特的碼

24、元速率正確傳輸。 TfTffTTfG2/1, 02/1,cos2)(22/41/cos4)(TtTttg, 5, 3, 0212/4) 0(kkTgTgg抽 樣 時(shí) 刻a -1 a0 a1 a222 設(shè)系統(tǒng)輸入的二進(jìn)制碼元序列為設(shè)系統(tǒng)輸入的二進(jìn)制碼元序列為ak，其中，其中ak = 1。當(dāng)發(fā)。當(dāng)發(fā)送碼元送碼元ak時(shí)，接收波形在相應(yīng)抽樣時(shí)刻上的抽樣值時(shí)，接收波形在相應(yīng)抽樣時(shí)刻上的抽樣值Ck決定于下決定于下式：式： Ck的可能取值只有的可能取值只有2、0、2。由上式可知：由上式可知：如果前一碼元如果前一碼元ak-1已知，則在收到已知，則在收到Ck后，就可以求出后，就可以求出ak 值。值。 上上例例說(shuō)

25、明：原則上，可以達(dá)到理想頻帶利用率，并且使說(shuō)明：原則上，可以達(dá)到理想頻帶利用率，并且使碼元波形的碼元波形的“尾巴尾巴”衰減很快。衰減很快。 存在問(wèn)題：錯(cuò)誤傳播。故不能實(shí)用。存在問(wèn)題：錯(cuò)誤傳播。故不能實(shí)用。 1kkkaaC1kkkaCa23l實(shí)用部分響應(yīng)特性：實(shí)用部分響應(yīng)特性：設(shè)：發(fā)送端的輸入碼元設(shè)：發(fā)送端的輸入碼元ak用二進(jìn)制數(shù)字用二進(jìn)制數(shù)字0和和1表示表示首先將首先將ak按照下式變成按照下式變成bk：式中，式中， 為模為模2加法，加法， bk為二進(jìn)制數(shù)字為二進(jìn)制數(shù)字0或或1。將將bk用來(lái)傳輸。仿照上述原理，有用來(lái)傳輸。仿照上述原理，有 預(yù)編碼（相關(guān)編碼）預(yù)編碼（相關(guān)編碼）若對(duì)上式作模若對(duì)上式

26、作模2加法運(yùn)算，則有加法運(yùn)算，則有 上式表明，對(duì)上式表明，對(duì)Ck作模作模2加法運(yùn)算，就可以得到加法運(yùn)算，就可以得到ak，而無(wú)需，而無(wú)需預(yù)知預(yù)知ak-1，并且也沒(méi)有錯(cuò)誤傳播問(wèn)題。，并且也沒(méi)有錯(cuò)誤傳播問(wèn)題。1kkkbab1kkkbbCkkkkkkabbbbC12mod12mod24l例：設(shè)輸入例：設(shè)輸入 ak為為1 1 1 0 1 0 0 1，則編解碼過(guò)程為：，則編解碼過(guò)程為： 初始狀態(tài)初始狀態(tài)bk-10 初始狀態(tài)初始狀態(tài)bk-11二進(jìn)制序列二進(jìn)制序列ak 1 1 1 0 1 0 0 11 1 1 0 1 0 0 1二進(jìn)制序列二進(jìn)制序列bk-1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0

27、1 1 1二進(jìn)制序列二進(jìn)制序列bk 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0序序 列列Ck 1 1 1 2 1 0 0 11 1 1 0 1 2 2 1二進(jìn)制序列二進(jìn)制序列Ckmod 1 1 1 0 1 0 0 11 1 1 0 1 0 0 1雙極性輸入序列雙極性輸入序列ak 雙極性信號(hào)序列雙極性信號(hào)序列bk 雙極性信號(hào)序列雙極性信號(hào)序列bk-1 序列序列Ck 0 0 0 2 0 2 2 0 0 0 0 2 0 2 2 0判決準(zhǔn)則：若判決準(zhǔn)則：若Ck = 0，判為，判為ak = +1；若；若Ck = 2，判為，判為ak = -1。 25方框圖方框圖第一類部分響應(yīng)系統(tǒng)、雙二

28、進(jìn)制第一類部分響應(yīng)系統(tǒng)、雙二進(jìn)制(Duobinary)信號(hào)傳輸系統(tǒng)信號(hào)傳輸系統(tǒng) T發(fā)送濾波器發(fā)送濾波器接收濾波器接收濾波器相加相加模模2判決判決T抽樣抽樣脈沖脈沖(a) 原理方框圖原理方框圖發(fā)送濾波器發(fā)送濾波器接收濾波器接收濾波器相加相加模模2判決判決T抽樣抽樣脈沖脈沖(b) 實(shí)際方框圖實(shí)際方框圖26l一般部分響應(yīng)特性：一般部分響應(yīng)特性： 令令式中，式中，kn( n = 1, 2, , N) 加權(quán)系數(shù)，可以取正、負(fù)或零值加權(quán)系數(shù)，可以取正、負(fù)或零值 對(duì)上式中對(duì)上式中g(shù)(t)作傅里葉變換，得到其頻譜作傅里葉變換，得到其頻譜G(f)為：為： 由上式看出，由上式看出，G(f)的頻譜仍然僅存在于的頻譜

29、仍然僅存在于(-1/2T, 1/2T)范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。TNtWTNtWkTtWTtWkWtWtktgN1212sin)(2)(2sin22sin)(21TfTfekTfGTnfjNkn21,0,21,)()1(2127設(shè)輸入序列為設(shè)輸入序列為ak，相應(yīng)的編碼序列為，相應(yīng)的編碼序列為Ck，則有，則有式中，式中，ak可以是可以是L進(jìn)制的數(shù)字進(jìn)制的數(shù)字 預(yù)編碼規(guī)則為：預(yù)編碼規(guī)則為：式中，式中， 為模為模L加法加法 對(duì)于對(duì)于bk的相關(guān)編碼規(guī)則為：的相關(guān)編碼規(guī)則為：最后對(duì)最后對(duì)Ck進(jìn)行模進(jìn)行模L運(yùn)算運(yùn)算 ：由上式看出，現(xiàn)在也不存在錯(cuò)誤傳播問(wèn)題由上式看出，現(xiàn)在也不存在錯(cuò)誤傳播問(wèn)題 。按照上述原理，目前已經(jīng)有按照上述原理，目前已經(jīng)有5類部分響應(yīng)特性。類部分響應(yīng)特性。)1(121NkNkkkakakakC)1(121NkNkkkbkbkbka)1(121N