数字信号的基带传输

第六章

数字信号的基带传输

数字信号传输的基本方式基带传输-不经过调制直接对数字基带信号进行传输的传输方式称为数 字信号的基带传输 -数字基带信号：数字信息的电脉冲表示(即用不同幅度的脉 冲所表示的码元的不同取值)

调制传输-经过调制，利用载波传输调制后的频带信号的传输方 式称为数字信号的调制传输

2013年7月30日

基带传输的基本特点数字基带信号含有大量的低频分量以及 直流分量。

基带传输是调制传输的基础。设计传输 系统时，一个调制传输系统往往可以等 效成一个基带传输系统来考虑。

2013年7月30日

§6.1数字基带信号的码型

2013年7月30日

数字信息数字序列——数据流{an}

码元： an基本单元 每个码元只能取离散的有限个值 0,1,… M–1

2013年7月30日

6.1.1数字基带信号的码型设计原则码型 -数字信号的电脉冲结构 称为码型 码型编码(码型变换) -数字信息的电脉冲表示 过程称为码型编码或码 型变换 码型译码 -由码型还原为数字信息 的过程称为码型译码2013年7月30日

码型的选择： -与传输信道相匹配 -信号的抗噪声能力 强 -便于从信号中提取 位定时信息 -尽量减少基带信号 频谱中的高频分量 -编译码设备应尽量 简单

6.1.2二元码(1)单极性非归零码 -用高电平和低电平(常为零电平)两种取值分别表示 二进制码1和0,在整个码元期间电平保持不变。常记为 NRZ。有直流分量，用于终端设备。二进制信码NRZ 单极性A 0 T

1

1

1

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

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6.1.2二元码(2)双极性非归零码 -用正电平和负电平分别表示1和0,在整个码元期间 电平保持不变 -无直流成分，可以在电缆等无接地的传输线上传输二进制信码NRZ 单极性A 0 T +A

1

1

1

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

NRZ 双极性

0 -A

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6.1.2二元码(3)单极性归零码 -发送1时，高电平在整个码元期间(T)只持续一段 时间(τ),在码元的其余时间内则返回零电平， 发送0时，用零电平表示。常记为RZ。 - τ/T称为占空比

-可以直接提取位定时信号，是其它码型提取位定时 信号时需要采用的一种过渡码型

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二进制信码NRZ (单极性)A 0

1

1

1

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

T +A

NRZ (双极性) RZ (单极性)

0 -A A 0 τ

6.1.2二元码(4)双极性归零码 -用正极性的归零码和负极性的归零码分别表示1和0 -兼有双极性和归零的特点，虽然幅度取值存在三种 电平，但是它用脉冲的正负极性表示两种信息，通 常仍归入二元码

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二进制信码NRZ (单极性)A 0

1

1

1

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

T +A

NRZ (双极性) RZ (单极性) RZ (双极性)

0 -A A 0 +A 0 -A τ

功率谱中含有丰富的低频乃至直流分量，不能适应有交流耦合的传输 信道 当信息中出现长1串或长0串时，会呈现连续的固定电平，无电平跃变， 也就没有定时信息 信息1和0分别独立地对应于某个传输电平，相邻信号之间取值独立， 不具有检测错误的能力

谱零点带宽

2013年7月30日

6.1.2二元码(5)差分码

-1和0分别用电平的跳变或不变来表示。-若用电平跳变表示1,则对应传号差分码， 记为NRZ(M) -若用电平跳变表示0,则对应空号差分码， 记为NRZ(S)

-用电平的相对变化来传输信息，可以用来解决相移 键控信号解调时的相位模糊问题-差分码中电平只具有相对意义，又称为相对码2013年7月30日 14

二进制信码NRZ (单极性)A 0

1

1

1

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

T +A

NRZ (双极性) RZ (单极性) RZ (双极性)

0 -A A 0 +A 0 -A A τ

NRZ(M) NRZ(S)

0 A 0

6.1.2二元码(6)数字双相码(分相码，曼彻斯特码)

-用一个周期的方波表示1,用它的反相波表示0, 并且都是双极性非归零脉冲。-每个码元间隔的中心都存在电平跳变，有丰富的 位定时信息 -正负电平各占一半，不存在直流分量

-不会出现3个或更多的连码，可用来宏观检错-上述优点是用频带加倍来换取的，适用于数据 终端设备在短距离上的传输。2013年7月30日 16

二进制信码

1T

1

1

0

1

0

0

1

定时

NRZ(L)

数字双相码

密勒码 传号反转码 (CMI码)

1B2B码波形

6.1.2二元码(7)密勒码(延迟调制)

-1用码元间隔中心出现跃变表示，即用10或01表示 0有两种情况：单0时，码元间隔内不出现电平跃变 而且在与相邻码元的边界处也无跃变 连0时，在两个0的边界处出现电平 跃变，即00与11交替。 -密勒码中出现的最大宽度为2T,即两个码元周期， 因此不会出现多于4个连码的情况，此性质可用于 宏观检错。 -密勒码最初用于气象卫星和磁记录，现也用于低速 基带数传机。2013年7月30日 18

6.1.2二元码(8)传号反转码 -与数字双相码类似，也是一种双极性二电平非归零码 常记为CMI码 -1交替地用00和11两位码表示，0则固定地用01表示 -CMI没有直流分量，频繁出现波形跳变，便于恢复 定时信号 -CMI不会出现3个以上的连码，可用来作宏观检错 -CMI已纳入CCITT建议，作为PCM四次群的接口码型 在数字双相码、密勒码和CMI中，原始的二元码在 编码后都用一组2位的二元码来表示，因此，这类 码又称为1B2B码型。2013年7月30日 19