第6章?数字信号的基带传输
6.1?数字基带信号的码型
6.1.1?数字基带信号的码型设计原则
6.1.2?二元码
图6-1?几种常用的二元码波形
1. 单极性非归零码 (图6-1 (a))
2. 双极性非归零码 (图6-1 (b))
3. 单极性归零码 (图6-1(c))
4. 双极性归零码 (图6-1(d))
图6-2 常用二元码的功率谱
5. 差分码 (图6-1(e), (f))
6. 数字双相码 (图6-3(a))
7. 密勒码 (图6-3(b))
图6-3 1B2B码波形
8. 传号反转码 (图6-3(c))
6.1.3?三元码
1. 传号交替反转码 (图6-4(a))
图6-4?三元码波形
2.?n阶高密度双极性码
图6-5?AMI码和码的功率谱
3. BNZS码
6.1.4?多元码
图6-6 2B1Q码的波形
6.2?数字基带信号的功率谱
图6-7 二进制随机脉冲序列的波形图
图6-8 例6-1单极性不归零码的波形图
图6-9 例6-2单极性归零码的波形图
代入式(6-18)，可得功率谱表达式为
图6-10 例6-3双极性不归零码的波形图
图6-11 由不归零码到归零码的变换过程
6.3?无码间串扰的传输波形
图6-12 基带传输系统模型
6.3.1?无码间串扰的传输条件
图6-13 抽样点上不存在码间串扰的波形
图6-14 满足抽样值无串扰条件的传递函数
6.3.2?无码间串扰的传输波形
1. 理想低通信号
图6-15 理想低通系统
(a) 传递函数； (b) 冲激响应
图6-16 无码间串扰示意图
2. 升余弦滚降信号
图6-17 升余弦滚降系统
(a) 传递函数； (b) 冲激响应
6.4?部分响应基带传输系统
6.4.1?第Ⅰ类部分响应波形
图6-18 第Ⅰ类部分响应信号
(a) 波形； (b) 频谱
图6-19 第Ⅰ类部分响应信号波形示意图
6.4.2?部分响应系统的一般形式
表6-1 部分响应信号
图6-20 N抽头横向滤波器
6.5?数字信号基带传输的差错率
6.5.1?二元码的误比特率
图6-21 基带信号的传输模型
图6-22 接收信号波形及判决过程
图6-23 叠加噪声后二元码幅度的概率密度函数
图6-24 NRZ二元码的误比特率曲线 图6-25?单极性和双极性NRZ码波形图
6.5.2?多元码的差错率
图6-26 三元码幅度概率密度函数
6.6?扰码和解扰
6.6.1?m序列的产生和性质
图6-27 式(6-71)对应的4级移位寄存器
表6-2?m序列发生器状态转移流程图
移位时钟
节拍
第1级
第2级
第3级
第4级
反馈值
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
1
0
图6-28 式(6-72)对应的4级移位寄存器
图6-29 n级线性反馈移位寄存器
表6-3?本原多项式系数表
n
本原多项式系数的八进制表示
代数式
2
7
3
13
4
23
5
45
6
103
7
211
8
435
9
1 021
10
2 011
11
4 005
12
10 123
13
20 033
14
42 103
15
100 003
16
210 013
17
400 011
18
1 000 201
19
2 000 047
20
4 000 011
图6-30 m序列的自相关函数
6.6.2?扰码和解扰原理
图6-31 5级移位寄存器构成的扰码器和解扰器
6.6.3?m序列在误码测试中的应用
图6-33 误码测试原理方框图
6.7?眼??图
图6-34 双极性二元码的波形及眼图
图6-35 眼图模型
6.8?均??衡
6.8.1?时域均衡原理
图6-36?均衡前后的波形
图6-37 横向滤波器
图6-38 有失真的冲激响应波形
图6-39 例6-4中x(t) 和y(t) 的波形
6.8.2?均衡器构成
图6-40 预置式自动均衡器
图6-41 最小均方误差算法自适应均衡器
习??题
6.1?已知二元信息序列为01001100000100111，画出它所对应的双极性非归零码、传号差分码、CMI码、数字双相码的波形。
6.2?已知二元信息序列为10011000001100000101，画出它所对应的单极性归零码、AMI码和码的波形。
6.3?有4个连1与4个连0交替出现的序列，画出用单极性不归零码、AMI码、码表示时的波形图。
6.4?在与传输线特性阻抗相匹配的75终端负载上对非归零码进行测量。信息速率， 1码的电平值为100 mV，0码的电平值为 –100 mV，且出现1和0的概率相等。
(1) 计算信号的功率谱；
(2) 若阻抗和信号电平均不改变，信息速率增加到10 Mbit/s，信号功率谱将如何变化？
6.5?斜切滤波器的频谱特性如图题6.5所示，
图题?6.5
(1) 求该滤波器的冲激响应；
(2) 若输入为速率等于的冲激脉冲序列，试分析输出波形有无码间串扰；
(3) 与具有相同带宽的升余弦滚降频谱信号及带宽为的理想低通频谱信号相比，因码元定时偏差而引起的码间串扰是增大还是减小？
6.6?已知信息速率为64 kbit/s，若采用的升余弦滚降频谱信号，
(1) 求它的时域表达式；
(2) 画出它的频谱图；
(3) 求传输带宽；
(4) 求频带利用率。
6.7?设基带系统的发送滤波器、信道及接收滤波器组成的总特性为，若要求以波特的速率进行数据传输，试检验图题6.7所示各种能否满足抽样点上无码间串扰的条件？
图题?6.7
6.8?设二进制基带系统的传输特性为
试确定系统最高的传输速率及相应的码元间隔。
6.9?图题6.9为用一数字电路方法产生具有升余弦频谱特性的成形滤波器的原理电路。图中的运算
放大器作相加器用。使以保证相加器的输出中对a，b，c点三个分量的加权值分别为。试证明该电路的传递函数为
并画出滤波器的频谱特性曲线。
图题?6.9
6.10 试求用两个相隔一位码元间隔的波形的合成波来代替传输系统冲激响应的波形的频谱，并说明其传递函数的特点。
6.11?设一个部分响应系统采用的相关编码表示式为
画出该系统的框图，并求出系统的单位冲激响应和频率特性。
6.12?设有一个PCM传输系统，其误码率不大于，试求在接收双极性码信号和单极性码信号时的最低信噪比。
6.13?一计算机产生速率的单极性不归零码，在单边功率谱密度的噪声信道中传输。
(1) 当误比特每1s不大于1bit时，求信号的功率；
(2) 当接收端的信噪比为30时，求误比特率。
6.14?若要求基带传输系统的误比特率分别为和，求采用下列基带信号时所需要的信噪比：
(1) 单极性NRZ码；
(2) 双极性NRZ码。
6.15?有一个三抽头时域均衡器如图题6.15所示，各抽头增益分别为–1/3，1，–1/4。若输入信号的抽样值为，求均衡器输入及输出波形的峰值畸变。
图题?6.15
6.16?设有三个抽头的迫零均衡器，输入信号在各抽样点的值依次为 。对于k > 2的，求三个抽头的最佳增益值。
6.17?已知某线性反馈移位寄存器的特征多项式系数的八进制表示为107，若移位寄存器的起始状态为全1，
(1) 求末级输出序列；
(2) 输出序列是否为m序列？为什么？
6.18?已知移位寄存器的特征多项式系数为51，若移位寄存器起始状态为10 000，
(1) 求末级输出序列；
(2) 验证输出序列是否符合m序列的性质。
6.19?设计一个由5级移位寄存器组成的扰码和解扰系统，
(1) 画出扰码器和解扰器方框图；
(2) 若输入为全1码，求扰码器输出序列。
