主要內(nèi)容上節(jié)要點(diǎn)回顧一、基帶數(shù)字信號(hào)的基本波形二、基帶數(shù)字信號(hào)的傳輸碼型一、基帶數(shù)字信號(hào)的基本波形（1）單極性波形（2）雙極性波形（3）單極性歸零波形（4）雙極性歸零波形（5）差分波形（6）多電平波形

上節(jié)要點(diǎn)回顧由單極性到雙極性的好處？由不歸零到歸零的好處？由絕對(duì)到差分的好處？多電平的好處？二、

基帶數(shù)字信號(hào)的傳輸碼型（1）AMI碼（2）HDB3碼（3）雙相碼（4）密勒碼（5）CMI碼（6）nBmB碼上節(jié)要點(diǎn)回顧1.傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼（AMI碼）編碼規(guī)則：消息碼中的“1”交替變成“+1”和“-1”，消息碼中的“0”保持不變。+1-10+10000000-100+1000000-1AMI碼：1101000000010010000001消息碼：電壓表示：缺點(diǎn)？2.HDB3碼（3階高密度雙極性碼）（1）先把消息代碼變成AMI碼；檢查AMI碼的連0情況，當(dāng)無4個(gè)或以上連0串時(shí)，AMI碼就是HDB3碼。（2）若出現(xiàn)4個(gè)或以上連0碼時(shí)，連0串的第4個(gè)0變成與前一個(gè)非0碼同極性的碼元V。該碼元破壞了極性交替反轉(zhuǎn)的規(guī)則，稱“破壞碼元”。且要保證相鄰破壞碼V的極性交替。（3）若破壞碼的極性不滿足交替規(guī)律，此時(shí)需要引入B碼。B碼加在需調(diào)整V碼極性的連0串的一個(gè)0的位置上，B碼極性與前一個(gè)非0碼極性相反，且后面的V碼與B碼極性相同，最后保證B碼和信碼的極性交替。編碼規(guī)則3.雙相碼編碼規(guī)則：消息碼中每個(gè)二進(jìn)制碼元變換成兩個(gè)不同的二進(jìn)制碼。消息代碼：101110011雙向碼又稱曼徹斯特碼。雙相碼：100110101001011010-v+v消息代碼波形表示（1）單個(gè)0時(shí)，變換成00或11，且保證與相鄰碼元邊界無躍變。（2）多個(gè)0時(shí)，00和11交替使用。編碼規(guī)則4.密勒碼消息碼中“1”分兩種情況處理：（1）單個(gè)1時(shí)，變換成“10”或“01”且保證相鄰碼元邊界無躍變。（2）多個(gè)1時(shí)，10和01交替使用，消息碼中“0”分兩種情況處理：101110011100001100111000110密勒碼消息碼5.傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼（CMI碼）編碼規(guī)則消息碼中“1”變換成“11”或“00”，交替使用消息碼中“0”變換成“01”101110011密勒碼消息碼110100110001011100消息碼中“1”變換成“11”或“00”，交替使用消息碼中“0”變換成“01”波形表示1位的消息碼2位的傳輸碼1B2B碼推廣：光纖通信中，選擇n=m+1，常用的為5B6B碼。m位的傳輸碼nBmB碼n位的消息碼6.nBmB碼

5.5基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性

（1）對(duì)于確知信號(hào)可用傅立葉變換的方法求得信號(hào)的頻譜。（2）對(duì)于由若干個(gè)單元脈沖信號(hào)組成的隨機(jī)脈沖序列，只能用統(tǒng)計(jì)的方法研究其功率譜密度。分析基帶信號(hào)頻率特性的目的：了解信號(hào)包含的頻譜分量、有無直流分量、有無定時(shí)分量占據(jù)的帶寬等，以便掌握有實(shí)用價(jià)值的重要結(jié)論。(b)g2(t)波形g2(t)0g1(t-nT)g2[t-(n+1)T]

00101Tts(t)(a)g1(t)波形0g1(t)設(shè)信號(hào)中“0”和“1”的波形分別為g1

(t)和g2

(t)，碼元寬度為T。

5.5基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性

可以證明，隨機(jī)脈沖序列雙邊邊功率譜密度為：單邊功率譜密度：其中：

5.5基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性

單邊功率譜為：由上式得出的結(jié)論：1）隨機(jī)脈沖序列功率譜密度可能包括兩部分，連續(xù)譜和離散譜2）由于二進(jìn)制符號(hào)g1(t)和g2(t)不可能完全相同，其對(duì)應(yīng)頻譜G1(f)

≠G2(f),因而連續(xù)譜部分總存在。3）離散譜部分與信號(hào)碼元出現(xiàn)的概率和信號(hào)碼元的波形有關(guān)，某些情況下可能沒有離散譜分量。4）僅從帶寬而言，Sx(f)的帶寬與單個(gè)脈沖的頻譜相同。

5.5基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性

例：單極性二進(jìn)制信號(hào)功率譜

已知：“1”碼：g1(t)=g(t)，為矩形脈沖；

“0”碼：g2(t)=0；碼元間隔為T

“1”和“0”等概出現(xiàn)。計(jì)算：功率譜。

5.5基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性

解：由題意可知： 隨機(jī)脈沖的單邊功率譜為：g1(t)的頻譜函數(shù)為

5.5基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性

直流分量？離散譜分量？

5.5基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性

例：單極性二進(jìn)制信號(hào)功率譜結(jié)論：（1）有直流分量；（2）無離散譜，即fs無定時(shí)信息；（3）帶寬由單個(gè)脈沖帶寬決定。定時(shí)節(jié)拍：碼元頻率

5.5基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性

第一個(gè)零點(diǎn)頻率：主瓣尾巴、拖尾零點(diǎn)條件：零點(diǎn)頻率：帶寬：

5.5基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性

5.6基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間干擾一、基帶數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)模型發(fā)送濾波器信道接收濾波器抽樣判決噪聲GR(f)C(f)GT(f)

H(f)=GT(f)C(f)GR(f)?；鶐鬏敵闃优袥QH(f)簡化模型二、碼間串?dāng)_基帶脈沖序列通過低通濾波后，脈沖拖寬1011

5.6基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間干擾（1）拖尾混疊到鄰近的時(shí)隙中。且可出現(xiàn)多個(gè)脈沖拖尾疊加。（2）接收端抽樣時(shí)的樣值并非只有本碼元的幅值，而且包含臨近碼元的干擾。（3）若重疊到相鄰時(shí)隙內(nèi)的信號(hào)太強(qiáng)，以抽樣值進(jìn)行判決時(shí)，可能發(fā)生判決錯(cuò)誤；碼間串?dāng)_——脈沖重疊在接收端造成判決判決困難的現(xiàn)象。

5.6基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間干擾碼間串?dāng)_的消除方法：（1）消除或減小拖尾；

加寬傳輸頻帶（2）設(shè)計(jì)信號(hào)波形，使抽樣時(shí)刻鄰近碼元的拖尾值為0.

5.6基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間干擾三、無碼間串?dāng)_的條件——奈奎斯特第一準(zhǔn)則首先假定信道H(ω)是個(gè)理想LPF，則基帶傳輸系統(tǒng)的簡化模型信道發(fā)送端接收端1

5.6基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間干擾求其反變換可得：當(dāng)單位沖激函數(shù)δ(t)通過理想低通濾波器時(shí)，LPF的輸出信號(hào)為：輸出信號(hào)頻譜為：

5.6基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間干擾可見：（1）低通濾波器的輸出波形具有很長的拖尾；

（2）拖尾幅值逐漸衰減；（3）波形具有許多個(gè)零點(diǎn)，零點(diǎn)位置：拖尾與濾波器帶寬之間的關(guān)系？

5.6基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間干擾可見：（1）某一碼元的最大幅度時(shí)刻，剛好處于相鄰碼元的零點(diǎn)。（2）若每隔逐點(diǎn)抽樣判決，相鄰碼元的響應(yīng)在該抽樣點(diǎn)處為0，則可正確恢復(fù)碼元。若一沖激序列通過低通濾波器，其輸出為：序列周期為：低通濾波后

5.6基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間干擾碼元間隔：傳碼率，每秒傳輸?shù)拇a元數(shù)目：低通濾波器的帶寬：或

5.6基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間干擾奈奎斯特定理：當(dāng)基帶傳輸系統(tǒng)具有理想低通濾波器的特性時(shí)，以截至頻率2倍的速率傳輸數(shù)字信號(hào)便能消除碼間干擾。無碼間串?dāng)_低通濾波器的頻帶利用率：

碼元間隔可增加2倍，碼元速率降低二倍，頻帶利用率降低2倍。最小的碼元間隔，對(duì)應(yīng)最大碼元速率和最大頻帶利用率。

5.6基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間干擾理想低通濾波器的缺點(diǎn)：

（1）無法實(shí)現(xiàn)；

（2）沖激響應(yīng)為抽樣函數(shù)，衰減較慢，拖尾很長；（3）抽樣點(diǎn)定時(shí)必須精確同步。

5.6基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間干擾余弦滾降特性表示式：

5.6基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間干擾實(shí)際的基帶傳輸系統(tǒng)滿足什么要求才能保證無碼間干擾？余弦滾降特性及其相應(yīng)波形(a)傳遞函數(shù)頻譜(b)沖激響應(yīng)波形，滾降因子

5.6基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間干擾結(jié)論：

衰減快慢與滾降因子有關(guān)，滾降因子越大，衰減越快，傳輸可靠性越高，但所需頻帶越寬，頻帶利用率越低，即傳輸可靠性的提高以增加傳輸帶寬換來的。

5.6基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間干擾實(shí)際通信系統(tǒng)中，完全消除碼間串?dāng)_比較困難，而且碼間串?dāng)_對(duì)誤碼率的影響尚未找到數(shù)學(xué)上便于處理的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，另外，噪聲在系統(tǒng)中也時(shí)時(shí)刻刻存在著，因此，為了綜合衡量碼間串?dāng)_和噪聲對(duì)傳輸系統(tǒng)的影響，通常采用實(shí)驗(yàn)的方法，即眼圖分析法。

5.7眼圖碼間串?dāng)_的特性與噪聲的特性不同：噪聲是進(jìn)入信道的對(duì)立的外來干擾，它不依賴于信號(hào)的存在與否，碼間串?dāng)_則不然，它隨信號(hào)的出現(xiàn)而出現(xiàn)，隨信號(hào)的消失而消失，噪聲是疊加在信號(hào)上的，一般稱為加性干擾，碼間串?dāng)_稱為乘性干擾。眼圖分析法：用示波器跨接在接收端濾波器的輸出端，調(diào)整掃描周期，使示波器水平掃描周期與碼元周期同步，由于示波器顯示器存在“余輝”，則示波器顯示的是許多接收碼元疊加在一起的波形，無碼間串?dāng)_時(shí)，波形很像一個(gè)人的眼睛，因此成為眼圖。

5.7眼圖（1）當(dāng)無碼間串?dāng)_，無噪聲時(shí)，線條清晰，眼睛開啟很大。（2）當(dāng)無碼間串?dāng)_，有噪聲時(shí)，眼圖線條模糊。（3）當(dāng)有碼間串?dāng)_，無噪聲時(shí)，眼睛開啟很小。（4）當(dāng)有碼間串?dāng)_有噪聲時(shí)，眼睛幾乎完全閉合。

5.7眼圖（1）當(dāng)無碼間串?dāng)_，無噪聲時(shí)，線條清晰，眼睛開啟很大。（2）當(dāng)無碼間串?dāng)_，有噪聲時(shí)，眼圖線條模糊。（3）當(dāng)有碼間串?dāng)_，無噪聲時(shí)，眼睛開啟很小。（4）當(dāng)有碼間串?dāng)_有噪聲時(shí)，眼睛幾乎完全閉合。可見，眼圖能夠直觀地表明碼間串?dāng)_和噪聲的影響：噪聲越大，眼圖線條越模糊。碼間串?dāng)_越大，眼圖開啟越小。

5.7眼圖通常，為了更清楚的用眼圖衡量傳輸系統(tǒng)的碼間串?dāng)_和噪聲的影響，建立了眼圖模型。

5.7眼圖

第5章總結(jié)一、數(shù)字基帶信號(hào)的碼型和波形二、碼間串?dāng)_的概念和原因三、無碼間串?dāng)_的傳輸特性四、眼圖掌握內(nèi)容一、選擇1、選擇發(fā)送編碼序列的碼型需考慮()A抑制直流分量B便于定時(shí)提取C具有抗干擾能力D良好的功率譜特性2