MindMap Gallery 第6章-数字基带传输系统
第6章-数字基带传输系统的思维导图,基带信号形成是码型形成--波形形成,系统构成含:信道信号形成器(码型与波形)、信道、接收滤波器、抽样判决器、同步提取。
第5章-模拟信号的数字化
第9-10章内容同步与最佳接收
随机过程
第4章-模拟调制
第6章-数字基带传输系统
数字基带传输的概念与系统构成
基带信号为:完成了模数变换后的信号
数字信号
基带传输:在具有低通特性的有线信道(双绞线、电缆)传输距离不太远的情况下,信号可以不经调制直接传输。如:计算机局域网、电话信号,这种传输称为数字基带传输系统
频带传输:无线信道与长距离有线信道其传输特性是带通型的。
基带传输系统
基带信号形成:码型形成--波形形成
系统构成:信道信号形成器(码型与波形)、信道、接收滤波器、抽样判决器、同步提取
数字基带信号及其频谱特性
数字基带信号
单极性不归零NRZ :含直流分量,无同步信息;不适合远距离传输,只适合设备内部
双极性不归零BNRZ :无直流分量,抗干扰能力较强
单极性归零RZ :含定时信息
双极性归零BRZ 含定时信息
(绝对码波形)
差分波形(相对码波形):可消除设备初始状态的影响,特别是在PM调制系统·中用于解决载波相位模糊问题
多进制波形:B一定的条件下,传输更高的比特速率
数字基带信号传输的常用码型
选择原则:不含直流分量且低频分量少;码型变换过程对任何信源具有透明性;含定时信息;具有内在检错能力;传输效率尽量高;编译码设备尽可能简单
AMI: 1 -1交替不含直流分量;高低频分量少;功率谱能量集中在二分之一码速率处;B=码速率;具有检错能力;遂无定时分量,但信号经过全波整流变为RZ,可提取定时,是CCITT建议采用的传输码型之一;u律四次群以下接口使用扰码后的AMI(扰码减少AMI中的连0个数)
HDB3:3阶高密度双极性码;连0三个以内可用于检错,有利于提取定时信息。 A律PCM四次群以下的接口码型
数字双相码 1:10 0:01 无直流分量,含定时信息,带宽比原信码增加1倍;计算机以太网采用
CMI:1:11 00 0:01 含定时信息,由于禁用码组“10”可以宏观检错 CCITT推荐的PCM高次群采用的接口码型
密勒码:时钟信息;具有较好抗扰能力
nBmB:光纤数字传输系统中 m=n 1,常用5B6B 优点:提取同步信号;4B5B 8B10B用于高速以太网
4B/3T:降低码速率提高频带利用率;适用于较高速率的数据传输系统 如高次群同轴电缆传输系统
2B1Q:高速数据用户线HDSL采用的编码类型
频谱特性
数字基带信号的功率谱密度可能含连续谱获得离散谱
连续谱去总是存在,用于确定信号带宽
离散谱不一定存在,存在条件pg1 (1-p)g2 ≠0且G1与G2中至少一个不为0
离散谱可用于提取同步信号
NRZ:B=fs=RB
RZ :B=2fs=2RB
BNRZ:B=fs=RB
BRZ:B=2fs=2RB
AMI与HDB3:无直流分量,无其他离散分量;低频分量少;位同步提取方法:加波形变换器(可以是比较器 微分器 整流器),其波形变换输出为RZ
数字基带脉冲传输与码间串扰
理想低通
无码间串扰的频域条件 (其中RB=1/Ts)
奈奎斯特带宽(基带传输最小带宽):fN=RB/2=1/(2Ts) 奈奎斯特速率(无码间干扰传输的最高速率)RB 最高频带利用率:n=2Baud/Hz
H(ω)满足互补对称性
优点:达到了基带传输系统频带利用率的极限值2Baud/Hz,即频带利用率高
缺点:时域响应衰减慢,对定时信号(抽样信号与位同步信号)相位抖动敏感
升余弦滚降频率特性
fN处呈奇对称
α=▲f/fN
B= fN(1 α) RB=2fN n=2/(1 α)
缺点:频带利用率低 有效性差
优点:尾巴短,衰减快,判决略有偏差,不会造成严重误码,对抽样信号相位抖动要求不严格,且物理可实现
部分响应系统
提高频带利用率,又可以形成尾巴短,衰减快的传输波形
基本思想:人为引入有规律的码间串扰,此串扰可以在接收抽样判决时以一种确定的方式消除
误传播现象(误码扩散):产生原因:形成部分响应波形的过程中,有控制地在相邻码元引入串扰
为避免误传播现象,需要经过:预编码--相关编码--模2判决【- 2 判决为0 0判决为1】
第Ⅰ类响应频谱主要集中在低频段;第Ⅳ类部分响应无直流且低频分量小,实际应用中更为广泛
数字基带传输系统的抗噪性能分析
误码率:Pe=P(1)P(0/1) P(0)P(1/0)
双极性信号
单极性信号(公式没问题)
单双极性的A与σ相等时,双极性的抗噪声性能优于单极性。等概条件下,单极性的判决门限为A/2,当信道发生变化时,信号幅度A会随之变化,所以判决门限也随之改变。双极性的d的最佳判决门限=0,与信号幅度无关,因不会随信道特性变化,故能保持最佳状态
眼图
用示波器观测眼图时,其信号应该取自接收机抽样判决前
眼图模型
最佳抽样时刻
斜率决定系统对抽样定时误差的灵敏程度(越大越敏感)
阴影垂直高度:畸变范围
判决门限电平
噪声容限
过零点失真
时域均衡
减少码间串扰
时域均衡器中经常使用:线性均衡器(线性均衡器常采用带抽头的可调滤波器称为横向滤波器)
增加抽头个数均衡效果会得到改善
横向滤波器的特性取决于各抽头系数
度量标准:峰值畸变和均方畸变