第 5章 数字信号传输
5.1 数字信号基带传输的基本知识
5.2 数字信号基带传输的线路码型
5.3 数字基带信号传输特性油管与码间干扰
5.4 数字基带信号的再生中继传输
5.5 传输系统的性能分析
*5.6 数字信号的频带传输
5.1 数字信号基带传输的基本知识
包括了两个变换：
（ 1）消息（离散的或连续的）和数字脉冲信号（基带信号）之间的变换 ；
（ 2）数字脉冲信号（基带信号）和信道信号（已调信号）之间的变换。
前一个变换由发收终端设备来完成，
图 5-1 数字通信系统
在数字通信系统中按照是否采用调制分为数字基带传输系统和数字频带传输系统，信号分为基带信号和频带信号。
5.1.1 基带传输系统的构成
数字基带传输系统主要有信道信号形成器、
图 5-2 数字基带传输系统基本结构
5.1.2 数字基带信号的波形
数字基带信号是数字消息序列的一种电信号表示形式，它用不同的电位或脉冲来表示相应的数字消息，它的主要特点是功率谱集中在零频率附近。
图 5-3 常见基带信号波形
1
2
3 双极性波形
4
5
6 多元码波形（多电平码波形）
5.1.3 数字基带信号的频谱特性图 5-4 单个矩形脉冲及频谱图 5-5 二进制数字信号序列的功率谱曲线
随机脉冲信号序列的功率谱包括连续谱和离散谱两个部分
5.2 数字信号基带传输的线路码型
为了在传输信道中获得优良的传输特性，一般要将信码信号变化为适合于信道传输特性的传输码（又叫线路码），即进
5.2.1 数字信号基带传输码型的要求
1 易于从线路码中提取时钟分量（位定时信息）
2 线路码型频谱中不含直流分量及小的
3
4 码型变换过程应与信源的统计特性无关
5 经过信道传输后产生的码间干扰应尽
6
7
5.2.2 常用的传输码型
1
常用的二元码主要有单极性不归零码（ NRZ）和单极性归零码（ RZ），双极性不归零码和双极性归零码，差分码及
CMI
（ 1） 单极性不归零码（ NRZ码）
图 5-6 单极性不归零码及功率谱
（ 2） 单极性归零码（ RZ码）
图 5-7 单极性归零码及功率谱
（ 3） 双极性不归零码和双极性归零码。
图 5-8 双极性不归零码、双极性归零码及功率谱
（ 4） 差分码
（ 5） CMI
表 5-1 CMI码变换规则输入二元码 CMI码
0
1
01
00与 11交替出现图 5-10 CMI码及功率谱
2
三元码具有 3个电平幅度，即 +1,0和
-1
（ 1） 传号交替反转码（ AMI）
图 5-11 AMI码和功率谱
（ 2） HDB3
（ 3）
（ 4） mBnB
图 5-13 单极性码经过交流耦合后的基线漂移表 5-2 5B6B码型 (一方案 )
输入二元码组输出二元码组正模式 数字和 负模式 数字和
00000
00001
00010
00011
000111
011100
110001
101001
0
0
0
0
与正模工相同与正模工相同与正模工相同与正模工相同
0
0
0
0
00100
00101
00110
00111
011010
010011
101100
111001
0
0
0
＋ 2
与正模工相同与正模工相同与正模工相同
000110
0
0
0
－ 2
01000
01001
01010
01011
100110
010101
010111
100111
0
0
＋ 2
＋ 2
与正模工相同与正模工相同
101000
011000
0
0
－ 2
－ 2
01100
01101
01110
01111
101011
011110
101110
001011
＋ 2
＋ 2
＋ 2
0
010100
100001
010001
与正模工相同
－ 2
－ 2
－ 2
0
10000
10001
10010
10011
001011
011101
011011
001010
0
＋ 2
＋ 2
＋ 2
与正模工相同
100010
100100
001010
0
－ 2
－ 2
－ 2
10100
10101
10110
10111
110110
111010
101010
011001
＋ 2
＋ 2
0
0
001001
000101
与正模工相同与正模工相同
－ 2
－ 2
0
0
11000
11001
11010
11011
101101
001101
110010
010110
2
0
0
0
010010
与正模工相同与正模工相同与正模工相同
－ 2
0
0
0
11100
11101
11110
11111
100101
100011
001110
111000
0
0
0
0
与正模工相同与正模工相同与正模工相同与正模工相同
0
0
0
0
5.2.3 传输码型变换的误码增殖简介
当线路传输码中出现 n个数字码错误时，在码型反变换后的数字码中，出现 n个以上的数字码错误的现象称为误码增殖。
误码增殖现象可用误码增殖比（ ε ）
来表示，定义为
fB·P′ e
ε = =
线路误码个数 fT·P e
式中,fT为信道码速率；
Pe
fT·Pe 为 1
fB
Pe′ 为码型反变换的误码率；
fB·Pe′ 为码型反变换后 1秒钟内的误码个数。
表 5-3 AMI误码增殖原来的二进制码 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0
1
正确有 AMI码错误的 AMI码恢复的二进码
* *
＋ 1 0 0 0 0 － 1 0 ＋ 1 0 0 0 0
－ 1
＋ 1 － 1 0 0 0 － 1 0 ＋ 1 0 ＋ 1 0 0
－ 1
1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0
1
* *
表 5-4 HDB3误码增殖原来的二进制码 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0
1
正确有 HCB3码错误的 HDB3码恢复的二进码
* *
+1 0 0 0 V+ -1 0 +1 B- 0 0 V-
+1
+1 0 -1 0 V+ -1 0 +1 B- +1 0 V -
+1
1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1
1
* * * * *
表 5-5 CMI误码增殖原来的二进制码 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0
1
正确有 CMI码错误的 CMI码恢复的二进码
* *
+1 01 01 01 01 00 01 11 01 01 01 01
00
11 11 01 01 01 01 01 11 01 01 01 01
00
1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1
* *
5.3 数字基带信号传输特性与码间干扰
5.3.1 数字基带信号传输的基本特点
系统基带波形被脉冲形成器变换成适应信道传输的码型后，被送入信道，信号通过信道传输，
一方面受到信道特性的影响，使信号生产畸变；另一方面信号被信道中的加性噪声所叠加，造成信号的随机畸变。
5.3.2 数字基带信号的传输过程图 5-14 基带传输系统各点的波形图 5-15 基带传输系统简化模型图 5-16 码间干扰示意图图 5-17 理想的传输被形
5.3.3 数字基带信号传输的基本准则
输入基带信号 识别点信号 输出信号
H（ ω） 抽样判决电路
d(t) R(t) a'n
●
1 无码间干扰传输的时域条件（不考虑噪声干扰）
接收波形满足抽样值无码间干扰的充要条件是仅在本码元的抽样时刻上有最大值，而对其他码元抽样时刻信号值无影响
（在抽样点上不存在码间干扰）。
2
图 5-19 理想低通滤波器的特性图 5-20 理想低通滤波器的波形图 5-21 单位冲激脉冲序列
3 滚降低通传输网络
滚降特性可以看成是理想低通和另一具有传递函数为 y(f)的网络所合成。
用滚降特性来改善理想低通作为实际低通传输网络时，实质上是牺牲频带利用率为代价换取的。
图 5-22 最大值处抽样判决示意图图 5-23 滚降特性的形成
5.4 数字基带信号的再生中继传输
5.4.1 基带传输信道
信道是指信号传输通道，又称传输媒
狭义信道 —— 是指信号的传输媒介，其范围是从发送设备到接收设备之间的媒质。
广义信道 —— 指消息的传输媒介。
研究信道特性及噪声干扰特性是通信系统设计的重要问题。
图 5-24 3种电缆的衰减特性图 5-25 经电缆传输后的脉冲波形示意图
矩形脉冲信号经信道传输后，波形产生失真，其失真主要反映在以下几个方面。
（ 1） 随传输距离增加，信号波形幅度变小。
（ 2） 随传输距离增加，波峰延后。（ 3）
随传输距离增加，脉冲底部展宽。
图 5-26 双极性数字脉冲序列经电缆传输后失真波形
5.4.2 再生中继系统
1
再生中继传输系统的任务是：对基带信道进行均衡，使总的传递函数成为理想低通特性或滚降低通特性；
对已经失真的波形进行判决，再生出和发端相同的标准波形，防止信道误码。
图 5-27 基带传输的再生中继系统
2
（ 1）
（ 2） 有误码率的积累
5.4.3 再生中继器的构成
再生中继器由均衡放大、定时提取、判决及码形成 3
图 5-28 再生中继器功能框图
1 均衡放大
均衡放大是对收到的失真波形予以放大和均衡形成宜于抽样判决的波形。
所以均衡放大器是再生中继器的核心部分。
（ 1） 对均衡波形的要求图 5-29 定时抖动对抽样判决的影响
（ 2）
图 5-30 升余弦波形
（ 3）
① 有理函数均衡时的传递函数 T（ ω）
在有理函数均衡中，把基带电缆信道等效为由许多低频节和高频节匹配链接的网络。
图 5-31 基本节的电路模型与频率响应
ωH jω
T(ω)= ( ) n ·( ) m
jω+ωH jω+ωL
图 5-32 有理函数均衡波形
升余弦波和有理函数均衡波这两种常用的均衡波形。
可将它们作一简单比较：升余弦波的特点是无码间干扰，但其均放电路相当复杂不易实现；
而有理函数均衡波虽然有码间干扰，
可均放特性容易实现，
只要做到尽量使码间干扰降到最低限度，不造成误判，它仍不失为是比较好的均衡波形。
2
（ 1） 外同步定时法
（ 2）
3
判决再生又称识别再生，识别是指从已经均衡好的均衡波形中识别出是,1”
码还是,0” 码。
5.5 传输系统的性能分析
5.5.1 信道噪声及干扰
1
信道噪声指的是对信号传输与处理起扰乱作用，而又不能完全控制的一种客观存在的不需要的电信号。
信道中加性噪声（简称噪声）的来源主
要分为两大类：
系统外部和系统内部。
图 5-34 热噪声正态分布特性
自然界，天电，太阳辐射，宇宙射线
外部 工业电气，电气设备开关，点火系统，电力线
无线电干扰，交调，通信干扰
加性噪声 热噪声
内部
散弹噪声
2
由于电磁感应耦合所引起线对之间
串音干扰与电缆质量、线对间位置以图 5-35 电缆线对间串音干扰示意图
5.5.2 误码率和误码率的累积
码间串扰和噪声是产生误码的因素。
图 5-36 基带系统接收端框图
漏码或丢码、增码
数字信号经传输后所发生的漏码增码统称为误码。
1 极性码的误码率图 5-37 单极性码误码情况
( A / σ,1 )
2 双极性码的误码率图 5-38u（ t）的概率密度曲度图 5-39 理想再生中继系统的 Pe与 A/σ的关系
为保证通信质量，一般要求总误码率不大于 10-6。
3
对于有多个中继段组成的传输系统，
误码率是线性累积的。
误码率主要由信噪比最差的再生中继段决定。
5.5.3 误码信噪比
具有误码的码字被解码后将产生幅值失真，这种失真引起的噪声称误码噪声。
图 5-40 A律 13折线误码信噪比
5.5.4 相位抖动
PCM信号的信码流经过信道传输后，
各中继器和终端站提取的时钟脉冲在时间上不是等间隔的，即时钟脉冲在相位上出现了偏差，
这种现象称为相位抖动，相位抖动引起了重建模拟信号的失真。相位抖动将增加误码率图 5-41 相位抖动及对解码影响
抖动的大小可以用相位弧度、时间或者比特周期来表示。
衡量抖动对信号影响的指标是抖动信噪比，其定义为
SNRj =
抖动噪声功率
限制抖动通常采用两类：
其一，设法防止抖动的产生和积累，
其二，对已经产生的抖动设法减弱
5.5.5 眼图
眼图是一种利用示波器显示图形衡量均衡波图 5-42 基带信号波形眼图图 5-43 眼图的模型
*5.6 数字信号的频带传输
5.6.1 数字调制的概念
依据调制的载波的不同可分为两类：
一类是用正弦型信号，称为正弦载波调制；
一类用脉冲串，称为脉冲调制。
依据基带信号不同可分为两类：一类是模拟信号，称为模拟调制；另一类是数
数字调制是指把数字基带信号转换为与信道特性相匹配的频带信号的过程，那么已调信号通过信道传输到接收端，
在接收端通过解调器把频带数字信号还原成基带数字信号，这种数字信号的反变换称为数字解调。
把数字调制与解调合起来称为数字调制，把包括调制和解调过程的传输系统叫做数字信号的频带传输系统。
图 5-44 频带传输系统的组成方框图
5.6.2 数字幅度调制
1 2ASK的一般原理
振幅键控（ Amplitude Shift Keying，
ASK）又称为开关键控（通断键控）（ On
Off Keying,OOK）
2 2ASK
数字信号的调制方法有两种类型：①
利用模拟方法来实现数字调制，
② 利用数字信号的离散值特点键控载波，
从而实现数字调制。
第二种技术通常称为键控法图 5-45 模拟法调制方框图
2ASK信号称为 OOK信号图 5-46 键控法实现 2ASK信号的模型框图及波形图 5-47 2ASK信号的实现方法
3 ASK的解调方法
OOK信号也有两种基本的解调方法：
非相干解调（包络检波法）和相干解调
（同步检测法）。
图 5-48 2ASK信号的包络检波图 5-49 2ASK信号的相干解调
5.6.3 数字频率调制
1 FSK
数字频率调制（ Frequency Shift
Keying,FSK）又称频移键控，二进制移频键控记作 2FSK。
数字频移键控是用不同频率的载波来传送数字消息的，或者说用所传送的数字消息控制载波的频率。
图 5-50 2FSK信号的产生及波形
2 FSK
2FSK信号可以采用模拟调频法和数字键控法来产生。
图 5-51 数字键控法 2FSK信号的产生和各点波形
3 2FSK信号的解调图 5-52 2FSK信号包络检波方框图及波形图
5.6.4 数字相位调制
数字相位调制（ Phase Shift keying，
PSK）又称相移键控，二进制相移键控
（记作 2PSK）用同一个载波的两种相位来
通常 PSK分为绝对调相（ PSK）和相对调相（ DPSK）两种。
图 5-53 2FSK信号同步检波方框图图 5-54 过零检测方框图及各点形图图 5-55 2PSK及 2DPSK信号的波形
3 DPSK与 PSK
4
二进制绝对移相信号的产生有两种方式，直接调相法，选择相位法图 5-56 绝对移相信号的产生方法图 5-57 绝对码、相对码的转换
5.6.5 数字信号的频带传输系统
1
（ 1）
图 5-58- 光纤数字传输系统
2 数字微波传输系统图 5-59 数字微波传输系统
3 数字卫星传输系统图 5-60 数字卫星传输系统
5.1 数字信号基带传输的基本知识
5.2 数字信号基带传输的线路码型
5.3 数字基带信号传输特性油管与码间干扰
5.4 数字基带信号的再生中继传输
5.5 传输系统的性能分析
*5.6 数字信号的频带传输
5.1 数字信号基带传输的基本知识
包括了两个变换：
（ 1）消息（离散的或连续的）和数字脉冲信号（基带信号）之间的变换 ；
（ 2）数字脉冲信号（基带信号）和信道信号（已调信号）之间的变换。
前一个变换由发收终端设备来完成，
图 5-1 数字通信系统
在数字通信系统中按照是否采用调制分为数字基带传输系统和数字频带传输系统，信号分为基带信号和频带信号。
5.1.1 基带传输系统的构成
数字基带传输系统主要有信道信号形成器、
图 5-2 数字基带传输系统基本结构
5.1.2 数字基带信号的波形
数字基带信号是数字消息序列的一种电信号表示形式，它用不同的电位或脉冲来表示相应的数字消息，它的主要特点是功率谱集中在零频率附近。
图 5-3 常见基带信号波形
1
2
3 双极性波形
4
5
6 多元码波形（多电平码波形）
5.1.3 数字基带信号的频谱特性图 5-4 单个矩形脉冲及频谱图 5-5 二进制数字信号序列的功率谱曲线
随机脉冲信号序列的功率谱包括连续谱和离散谱两个部分
5.2 数字信号基带传输的线路码型
为了在传输信道中获得优良的传输特性，一般要将信码信号变化为适合于信道传输特性的传输码（又叫线路码），即进
5.2.1 数字信号基带传输码型的要求
1 易于从线路码中提取时钟分量（位定时信息）
2 线路码型频谱中不含直流分量及小的
3
4 码型变换过程应与信源的统计特性无关
5 经过信道传输后产生的码间干扰应尽
6
7
5.2.2 常用的传输码型
1
常用的二元码主要有单极性不归零码（ NRZ）和单极性归零码（ RZ），双极性不归零码和双极性归零码，差分码及
CMI
（ 1） 单极性不归零码（ NRZ码）
图 5-6 单极性不归零码及功率谱
（ 2） 单极性归零码（ RZ码）
图 5-7 单极性归零码及功率谱
（ 3） 双极性不归零码和双极性归零码。
图 5-8 双极性不归零码、双极性归零码及功率谱
（ 4） 差分码
（ 5） CMI
表 5-1 CMI码变换规则输入二元码 CMI码
0
1
01
00与 11交替出现图 5-10 CMI码及功率谱
2
三元码具有 3个电平幅度，即 +1,0和
-1
（ 1） 传号交替反转码（ AMI）
图 5-11 AMI码和功率谱
（ 2） HDB3
（ 3）
（ 4） mBnB
图 5-13 单极性码经过交流耦合后的基线漂移表 5-2 5B6B码型 (一方案 )
输入二元码组输出二元码组正模式 数字和 负模式 数字和
00000
00001
00010
00011
000111
011100
110001
101001
0
0
0
0
与正模工相同与正模工相同与正模工相同与正模工相同
0
0
0
0
00100
00101
00110
00111
011010
010011
101100
111001
0
0
0
＋ 2
与正模工相同与正模工相同与正模工相同
000110
0
0
0
－ 2
01000
01001
01010
01011
100110
010101
010111
100111
0
0
＋ 2
＋ 2
与正模工相同与正模工相同
101000
011000
0
0
－ 2
－ 2
01100
01101
01110
01111
101011
011110
101110
001011
＋ 2
＋ 2
＋ 2
0
010100
100001
010001
与正模工相同
－ 2
－ 2
－ 2
0
10000
10001
10010
10011
001011
011101
011011
001010
0
＋ 2
＋ 2
＋ 2
与正模工相同
100010
100100
001010
0
－ 2
－ 2
－ 2
10100
10101
10110
10111
110110
111010
101010
011001
＋ 2
＋ 2
0
0
001001
000101
与正模工相同与正模工相同
－ 2
－ 2
0
0
11000
11001
11010
11011
101101
001101
110010
010110
2
0
0
0
010010
与正模工相同与正模工相同与正模工相同
－ 2
0
0
0
11100
11101
11110
11111
100101
100011
001110
111000
0
0
0
0
与正模工相同与正模工相同与正模工相同与正模工相同
0
0
0
0
5.2.3 传输码型变换的误码增殖简介
当线路传输码中出现 n个数字码错误时，在码型反变换后的数字码中，出现 n个以上的数字码错误的现象称为误码增殖。
误码增殖现象可用误码增殖比（ ε ）
来表示，定义为
fB·P′ e
ε = =
线路误码个数 fT·P e
式中,fT为信道码速率；
Pe
fT·Pe 为 1
fB
Pe′ 为码型反变换的误码率；
fB·Pe′ 为码型反变换后 1秒钟内的误码个数。
表 5-3 AMI误码增殖原来的二进制码 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0
1
正确有 AMI码错误的 AMI码恢复的二进码
* *
＋ 1 0 0 0 0 － 1 0 ＋ 1 0 0 0 0
－ 1
＋ 1 － 1 0 0 0 － 1 0 ＋ 1 0 ＋ 1 0 0
－ 1
1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0
1
* *
表 5-4 HDB3误码增殖原来的二进制码 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0
1
正确有 HCB3码错误的 HDB3码恢复的二进码
* *
+1 0 0 0 V+ -1 0 +1 B- 0 0 V-
+1
+1 0 -1 0 V+ -1 0 +1 B- +1 0 V -
+1
1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1
1
* * * * *
表 5-5 CMI误码增殖原来的二进制码 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0
1
正确有 CMI码错误的 CMI码恢复的二进码
* *
+1 01 01 01 01 00 01 11 01 01 01 01
00
11 11 01 01 01 01 01 11 01 01 01 01
00
1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1
* *
5.3 数字基带信号传输特性与码间干扰
5.3.1 数字基带信号传输的基本特点
系统基带波形被脉冲形成器变换成适应信道传输的码型后，被送入信道，信号通过信道传输，
一方面受到信道特性的影响，使信号生产畸变；另一方面信号被信道中的加性噪声所叠加，造成信号的随机畸变。
5.3.2 数字基带信号的传输过程图 5-14 基带传输系统各点的波形图 5-15 基带传输系统简化模型图 5-16 码间干扰示意图图 5-17 理想的传输被形
5.3.3 数字基带信号传输的基本准则
输入基带信号 识别点信号 输出信号
H（ ω） 抽样判决电路
d(t) R(t) a'n
●
1 无码间干扰传输的时域条件（不考虑噪声干扰）
接收波形满足抽样值无码间干扰的充要条件是仅在本码元的抽样时刻上有最大值，而对其他码元抽样时刻信号值无影响
（在抽样点上不存在码间干扰）。
2
图 5-19 理想低通滤波器的特性图 5-20 理想低通滤波器的波形图 5-21 单位冲激脉冲序列
3 滚降低通传输网络
滚降特性可以看成是理想低通和另一具有传递函数为 y(f)的网络所合成。
用滚降特性来改善理想低通作为实际低通传输网络时，实质上是牺牲频带利用率为代价换取的。
图 5-22 最大值处抽样判决示意图图 5-23 滚降特性的形成
5.4 数字基带信号的再生中继传输
5.4.1 基带传输信道
信道是指信号传输通道，又称传输媒
狭义信道 —— 是指信号的传输媒介，其范围是从发送设备到接收设备之间的媒质。
广义信道 —— 指消息的传输媒介。
研究信道特性及噪声干扰特性是通信系统设计的重要问题。
图 5-24 3种电缆的衰减特性图 5-25 经电缆传输后的脉冲波形示意图
矩形脉冲信号经信道传输后，波形产生失真，其失真主要反映在以下几个方面。
（ 1） 随传输距离增加，信号波形幅度变小。
（ 2） 随传输距离增加，波峰延后。（ 3）
随传输距离增加，脉冲底部展宽。
图 5-26 双极性数字脉冲序列经电缆传输后失真波形
5.4.2 再生中继系统
1
再生中继传输系统的任务是：对基带信道进行均衡，使总的传递函数成为理想低通特性或滚降低通特性；
对已经失真的波形进行判决，再生出和发端相同的标准波形，防止信道误码。
图 5-27 基带传输的再生中继系统
2
（ 1）
（ 2） 有误码率的积累
5.4.3 再生中继器的构成
再生中继器由均衡放大、定时提取、判决及码形成 3
图 5-28 再生中继器功能框图
1 均衡放大
均衡放大是对收到的失真波形予以放大和均衡形成宜于抽样判决的波形。
所以均衡放大器是再生中继器的核心部分。
（ 1） 对均衡波形的要求图 5-29 定时抖动对抽样判决的影响
（ 2）
图 5-30 升余弦波形
（ 3）
① 有理函数均衡时的传递函数 T（ ω）
在有理函数均衡中，把基带电缆信道等效为由许多低频节和高频节匹配链接的网络。
图 5-31 基本节的电路模型与频率响应
ωH jω
T(ω)= ( ) n ·( ) m
jω+ωH jω+ωL
图 5-32 有理函数均衡波形
升余弦波和有理函数均衡波这两种常用的均衡波形。
可将它们作一简单比较：升余弦波的特点是无码间干扰，但其均放电路相当复杂不易实现；
而有理函数均衡波虽然有码间干扰，
可均放特性容易实现，
只要做到尽量使码间干扰降到最低限度，不造成误判，它仍不失为是比较好的均衡波形。
2
（ 1） 外同步定时法
（ 2）
3
判决再生又称识别再生，识别是指从已经均衡好的均衡波形中识别出是,1”
码还是,0” 码。
5.5 传输系统的性能分析
5.5.1 信道噪声及干扰
1
信道噪声指的是对信号传输与处理起扰乱作用，而又不能完全控制的一种客观存在的不需要的电信号。
信道中加性噪声（简称噪声）的来源主
要分为两大类：
系统外部和系统内部。
图 5-34 热噪声正态分布特性
自然界，天电，太阳辐射，宇宙射线
外部 工业电气，电气设备开关，点火系统，电力线
无线电干扰，交调，通信干扰
加性噪声 热噪声
内部
散弹噪声
2
由于电磁感应耦合所引起线对之间
串音干扰与电缆质量、线对间位置以图 5-35 电缆线对间串音干扰示意图
5.5.2 误码率和误码率的累积
码间串扰和噪声是产生误码的因素。
图 5-36 基带系统接收端框图
漏码或丢码、增码
数字信号经传输后所发生的漏码增码统称为误码。
1 极性码的误码率图 5-37 单极性码误码情况
( A / σ,1 )
2 双极性码的误码率图 5-38u（ t）的概率密度曲度图 5-39 理想再生中继系统的 Pe与 A/σ的关系
为保证通信质量，一般要求总误码率不大于 10-6。
3
对于有多个中继段组成的传输系统，
误码率是线性累积的。
误码率主要由信噪比最差的再生中继段决定。
5.5.3 误码信噪比
具有误码的码字被解码后将产生幅值失真，这种失真引起的噪声称误码噪声。
图 5-40 A律 13折线误码信噪比
5.5.4 相位抖动
PCM信号的信码流经过信道传输后，
各中继器和终端站提取的时钟脉冲在时间上不是等间隔的，即时钟脉冲在相位上出现了偏差，
这种现象称为相位抖动，相位抖动引起了重建模拟信号的失真。相位抖动将增加误码率图 5-41 相位抖动及对解码影响
抖动的大小可以用相位弧度、时间或者比特周期来表示。
衡量抖动对信号影响的指标是抖动信噪比，其定义为
SNRj =
抖动噪声功率
限制抖动通常采用两类：
其一，设法防止抖动的产生和积累，
其二，对已经产生的抖动设法减弱
5.5.5 眼图
眼图是一种利用示波器显示图形衡量均衡波图 5-42 基带信号波形眼图图 5-43 眼图的模型
*5.6 数字信号的频带传输
5.6.1 数字调制的概念
依据调制的载波的不同可分为两类：
一类是用正弦型信号，称为正弦载波调制；
一类用脉冲串，称为脉冲调制。
依据基带信号不同可分为两类：一类是模拟信号，称为模拟调制；另一类是数
数字调制是指把数字基带信号转换为与信道特性相匹配的频带信号的过程，那么已调信号通过信道传输到接收端，
在接收端通过解调器把频带数字信号还原成基带数字信号，这种数字信号的反变换称为数字解调。
把数字调制与解调合起来称为数字调制，把包括调制和解调过程的传输系统叫做数字信号的频带传输系统。
图 5-44 频带传输系统的组成方框图
5.6.2 数字幅度调制
1 2ASK的一般原理
振幅键控（ Amplitude Shift Keying，
ASK）又称为开关键控（通断键控）（ On
Off Keying,OOK）
2 2ASK
数字信号的调制方法有两种类型：①
利用模拟方法来实现数字调制，
② 利用数字信号的离散值特点键控载波，
从而实现数字调制。
第二种技术通常称为键控法图 5-45 模拟法调制方框图
2ASK信号称为 OOK信号图 5-46 键控法实现 2ASK信号的模型框图及波形图 5-47 2ASK信号的实现方法
3 ASK的解调方法
OOK信号也有两种基本的解调方法：
非相干解调（包络检波法）和相干解调
（同步检测法）。
图 5-48 2ASK信号的包络检波图 5-49 2ASK信号的相干解调
5.6.3 数字频率调制
1 FSK
数字频率调制（ Frequency Shift
Keying,FSK）又称频移键控，二进制移频键控记作 2FSK。
数字频移键控是用不同频率的载波来传送数字消息的，或者说用所传送的数字消息控制载波的频率。
图 5-50 2FSK信号的产生及波形
2 FSK
2FSK信号可以采用模拟调频法和数字键控法来产生。
图 5-51 数字键控法 2FSK信号的产生和各点波形
3 2FSK信号的解调图 5-52 2FSK信号包络检波方框图及波形图
5.6.4 数字相位调制
数字相位调制（ Phase Shift keying，
PSK）又称相移键控，二进制相移键控
（记作 2PSK）用同一个载波的两种相位来
通常 PSK分为绝对调相（ PSK）和相对调相（ DPSK）两种。
图 5-53 2FSK信号同步检波方框图图 5-54 过零检测方框图及各点形图图 5-55 2PSK及 2DPSK信号的波形
3 DPSK与 PSK
4
二进制绝对移相信号的产生有两种方式，直接调相法，选择相位法图 5-56 绝对移相信号的产生方法图 5-57 绝对码、相对码的转换
5.6.5 数字信号的频带传输系统
1
（ 1）
图 5-58- 光纤数字传输系统
2 数字微波传输系统图 5-59 数字微波传输系统
3 数字卫星传输系统图 5-60 数字卫星传输系统
