现代通信原理教程（第二版）（黄文准）教案 （下）.docx

第8课 数字信号的基带传输 学习内容：数字基带信号的码型（设计原则、二元码、三元码） 数字基带信号功率谱 重点难点：二元码以及三元码的波形绘制 教学方法：PPT 教学课时：2课时 一、数字基带信号的码型 （1）数字基带信号的码型设计原则 数字序列的基本单元叫码元，码元的脉冲表示叫数字基带信号，数字信号的直接数字基带信号传输叫数字基带传输，数字基带信号经调制后再传输叫数字信号的调制传输，数字基带信号电脉冲的形式叫码型，数字信息的电脉冲表示过程叫码型编码（或变换），在有线信道中传输的数字基带信号叫线路传输码型，由码型还原为数字信息叫码型译码。 选择码型应考虑的因素： ①对低频受限信道，码型应不含有直流，且低频成分小； ②在抗噪性能上，应不易产生误码扩散或增值； ③便于提取定时信息； ④尽量减少高频分量以节约频率资源减少串音； ⑤提高传输效率，并具有内在检错能力； ⑥编译码的设备力求简单。 （2）二元码 常见的二元码波形有如下图所示几种。 （a）单极性非归零码（NRZ）有直流且有固定0电平； （b）双极性非归零码（NRZ）无直流； （c）单极性归零码（RZ）有直流且每一脉冲都归零，多用于近距离波形变换； （d） 双极性归零码（RZ）每一脉冲都归零，它用正负脉冲表示1和0; （e）传号差分码（NRZ(M)）（电平改变示1）;（f）空号差分码（NRZ(S)）（电平改变示0）。 （a）数字双相码：双极性方波01表示1，10表示0； （b）密勒码：码元中心沿变化表示1，不变表示单0或码元间沿变化表示连0； （c）传号反转（CMI）码：用双极性 码01示0，00和11交替 表示1。 （3）三元码 （a）传号反转交替（AMI）码：交替+1和-1示1，0示0； （b）n阶高密度双极性（HDBn）码：改进的AMI码；每四个连0的第四个零用V替代，当两个V之间有奇数个1时，用000V置换四个连0，这里V极性与前一个1相同，当两个V之间有偶数个1时，用B00V置换四个连0，B和V的极性与前一个1相反，B00V码后的非0码与该V  第9课 数字基带信号的功率谱分析 二、数字基带信号的功率谱 对于收信者，接收信号为一随机脉冲序列，所以只能用功率谱来加以描述。 设二进制随机序列1的基本波形为，0的基本波形为，且二者出现的概率分别为P和1-P，则接收信号随机过程可表示为： 式中， 对于任意随机信号，都可表示为稳态分量和随机分量两部分，即：。 设 和 的付氏变换分别为 和，则 的功率谱为： 的功率谱为： 所以的功率谱为 与之和，当0和1等概率，即p=1/2时，有：  第10课 数字基带信号的传输及码间干扰 学习内容：无码间串扰的传输条件 传输波形（理想低通信号 升余弦滚降信号） 重点难点：无码间串扰的判断 教学方法：PPT 教学课时：2课时 一、无码间串扰的传输条件 无码间串扰传输的充要条件是仅在本码元上有最大值，而对其它码元抽样时刻样值无影响，参见下图示波形。 即当在时域上满足时，抽样值是无码间串扰的。 由时域条件得到频域上满足抽样值无失真的充要条件为： 上述无失真充要条件被称之为奈奎斯特第一准则，其物理意义为：把传递函数分段平移到区间 内，将它们叠加起来，叠加的结果为一常数。如下图所示： 二、无码间串扰的传输波形 （1）理想低通信号 如果成形网络满足： ，即为理想低通，相应地，其时域响应为：，参见下述波形图： 频域传递函数 时域冲击响应 由图可见，在 时刻有周期性零点，如果发送码元周期为T，就可做到无码间串扰。下图为无码间串扰示意图： 实际中，理想低通无法实现，所以其特性没有实际意义，但它给出了基带传输系统传输能力的极限值。 为说明传输系统带宽与码元速率间的关系，定义频带利用率为：，单位为Bd/Hz，即单位频带的码元传输速率。 对理想低通，码元速率为1/T，所需带宽为1/2T，通常，我们称1/2T为奈氏带宽，T为奈氏间隔。 频带利用率的另一种定义：，单位为bit/（s.Hz）。若码元序列为M进制码元，则频带利用率为：2log2M bit/（s.Hz）。理想低通信号又称为具有最窄频带的无串扰波形。 （2）升余弦滚降信号 升余弦信号的基带系统的传递函数为： 这里，α称为滚降系数，当 时，相当于理想低通；时，所需带宽为理想的2倍；时，带宽为 ，频带利用率为：  第11课 数字信号基带传输的差错率及扰码 学习内容：眼图的形成 均衡的原理 重点难点：均衡的原理 教学方法：PPT 教学课时：2课时 一、眼图 眼图是用简单方法和通用仪器观察系统性能的一种手段。其方法是：将接收到的待测基带