知识点4-4 基带传输的常用码型.
数字基带信号及常用的编码
数字基带信号1.1 基带信号的基本概念数字基带信号可以来字计算机、电传机等终端数据的各种数字代码，也可以来自模拟信号经数字化处理后的脉冲编码(PCM)信号等，是未经载波信号调制而直接传输的信号，所占据的频谱从零频或很低频开始。
1.2 几种数字基带信号的基本波形1.2.1 单极性波形这是一种最简单的基带信号波形，用正电平和零电平分别表示对应二进制“1”和“0”，极性单一，易于用TTL 和CMOS 电路产生。
缺点是有直流分量，要求传输线路具有直流传输能力，因而不适用有交流耦合的远距离传输，只适用于计算机内部或者极进距离的传输，信号波形图如图1-1所示。
1 011100+E图1-1 单极性波1.2.2 双极性波形这种波形用正、负电平的脉冲分别表示二进制代码“1”和“0”，其正负电平的幅度相等、极性相反，当“1”和“0”等概率出现时无直流分量，有利于在信道中传输，并且在接受端恢复信号的判决电平为零，因而不熟信道特性的变化的影响，扛干扰能力也叫强，信号波形图如图1-2所示。
1 011100+E-E图1-2 双极性波1.2.3 单极性归零波形这种波形是指它的有电脉冲宽度τ小于码元Ts ，即信号电压在一个码元终止时刻前总要回到零电平，通常归零波使用半占空码，即占空比（τ/Ts ）为50%，从单极性波可以直接提取定时信息，是其他码型提取位同步信息时常采用的一种过渡波形。
1 011100+E+E图1-3 单极性归零波1.2.4 双极性归零波形这种波形兼有双极性和归零波形的特点，由于其相邻脉冲之间存在零电位的间隔，是的接受端很容易识别出每个码元的起止时间，从而使收发双方能保持位的同步。
波形如图1-4所示。
1 011100+E-E+E-E图1-4 双极性归零波1.2.5 差分波形这种波形是用相邻码元的电平的跳变和不变来表示消息代码，而与码元本身的点位或极性无关，电平跳变表示“1”，电平的不变表示“0”，当然这种规定也可以反过来，也称为相对码波形，而相应地称前面的单极性或双极性波形为绝对码波形，这种波形传输代码可以消除设备初始状态的影响。
基带信号的常见码型实验代码
基带信号的常见码型实验代码引言随着通信技术的发展和应用的普及，基带信号的处理变得越来越重要。
在通信领域中，基带信号是指未经过调制的信号，是数字数据或模拟信号的直接表达。
基带信号的常见码型是指在数字通信中常用的信号编码方式。
本文将详细探讨基带信号的常见码型实验代码。
1. 基带信号概述基带信号是指信号通过低通滤波器之后的信号。
它是一种携带有用信息的波形信号，可以表示为一个成对的实数或复数函数。
基带信号常用于数字通信系统中的数据传输和调制解调过程。
2. 基带信号的编码方式基带信号的编码方式有很多种，其中常见的包括：2.1 单极性非归零码（Unipolar Non-Return-to-Zero，UNRZ）单极性非归零码是一种简单的基带信号编码方式。
它的特点是使用一个电平表示数据位，0表示低电平，1表示高电平。
UNRZ码的优点是编码简单，缺点是抗干扰能力较差。
2.2 双极性非归零码（Bipolar Non-Return-to-Zero，BNRZ）双极性非归零码是一种使用正负电平表示数据位的基带信号编码方式。
它的特点是0表示低电平，1表示正负两种高电平。
BNRZ码的优点是抗干扰能力较好，缺点是在传输过程中可能产生直流分量。
2.3 单极性归零码（Unipolar Return-to-Zero，URZ）单极性归零码是一种使用正电平和零电平表示数据位的基带信号编码方式。
它的特点是每个数据位的中间位置都有一个归零点，以实现数据位的识别。
URZ码的优点是抗干扰能力较好，缺点是传输速率较低。
2.4 曼彻斯特编码（Manchester Coding）曼彻斯特编码是一种使用电平转变来表示数据位的基带信号编码方式。
它的特点是每个数据位都包含一个电平转变，0表示电平下降，1表示电平上升。
曼彻斯特编码的优点是时钟恢复容易，缺点是带宽利用率较低。
3. 基带信号码型实验代码为了实现基带信号的编码方式，我们可以使用编程语言编写相应的实验代码。
通信原理第4章 数字基带传输
2020/1/25
第4章 数字基带传输
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4.3 数字基带传输系统及码间干扰
数字基带传输系统模化为
其中
d(t) bk (t kTs )
k
H( f ) HT ( f )HC ( f )HR ( f )
h(t) F 1[H ( f )] H ( f )e j2 ft df
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4.2 数字基带信号的功率谱分析
【例4-2】试分析下图a）所示双极性全占空矩形脉冲序列 的功率谱。设“１”、“0”等概。
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第4章 数字基带传输
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4.2 数字基带信号的功率谱分析
AMI码数字基带信号如下图（a）所示，“1”、“0”等 概，则其功率谱表达式为 P( f ) A2Ts Sa2 ( fTs ) sin2 ( fTs )
y(t) bk h(t kTs ) nR (t) k
研究表明，影响系统正确接收的 因素有两个： ① 码间干扰（Inter-Symbol
Interference—ISI）
② 信道中的噪声
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第4章 数字基带传输
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4.3 数字基带传输系统及码间干扰
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第4章 数字基带传输
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第4章 数字基带传输
将输入数字信号 变换成适合信道 传输的信号
低通型 信道
滤除噪声和 校正信道引 起的失真
输入
a
码型
发送
变换 b 滤波器
信道
c
定时脉冲
噪声 n(t)
接收 d
滤波器
取样 判决
基带传输系统码型分析
码 是 三 电平 信号
接收端 的判决在
处 故信
,
这 也 是 它 的 一 个 缺点
。
二
大家 知 道
性 的限制
”
,
,
、
基 带 传 输对 传 输 信号 的 要 求
,
由 数 据 源 ( 数 据终 端 或 数 据 处 理 中 心 等 ) 给 出 的 各 种 代 码 信号
。
。
由 于 受 线 路特
“
一 般 不 适 合 于 在 颇 带 传 输 系 统 或 基 带传 输 系 统 中 直 接 使 用
通 常 需要 经 过
波形
形 成 才 能 得 到 适 合 于 在 相 应 系 统 中传 输 的 基 带 波 形
基 带 传 输是 不 搬移 频谱 的 直 接 传输 经 码变换 但仍有直流 成分
1
.
,
因 原 始二 进 制 信 息 都是 单极 性 的 直 流 信 号
“
”
“
,
有的虽
,
故 基 带 传 输 包 括 直 流 传 送 和 交 流传 送 两 种方 式
.
。
“
。
在 交流 传送
。
“
中
,
要 求 基 带 信号 波 形 不 包
,
含 直 流 成 分 以 使 信 号 能 容 易 地 通 过 变 压 器 进 行 匹 配 传输 3 在 进 行 同 步 传 输时 要 求 时 钟 信 号 和 数 据 信 号 进 行 编 码 后 一起 送 到 线 路 上
.
,
,
然 后在
接 收端 再 分 离 出 这 两 种 信 号 或 在 含 有 定 时 信 息 成 分 的 波 形 频 谱 中 进 行 定 时提 取
数字基带信号及常用的编码
数字基带信号1.1 基带信号的基本概念数字基带信号可以来字计算机、电传机等终端数据的各种数字代码，也可以来自模拟信号经数字化处理后的脉冲编码(PCM)信号等，是未经载波信号调制而直接传输的信号，所占据的频谱从零频或很低频开始。
1.2 几种数字基带信号的基本波形1.2.1 单极性波形这是一种最简单的基带信号波形，用正电平和零电平分别表示对应二进制“1”和“0”，极性单一，易于用TTL 和CMOS 电路产生。
缺点是有直流分量，要求传输线路具有直流传输能力，因而不适用有交流耦合的远距离传输，只适用于计算机内部或者极进距离的传输，信号波形图如图1-1所示。
1 011100+E图1-1 单极性波1.2.2 双极性波形这种波形用正、负电平的脉冲分别表示二进制代码“1”和“0”，其正负电平的幅度相等、极性相反，当“1”和“0”等概率出现时无直流分量，有利于在信道中传输，并且在接受端恢复信号的判决电平为零，因而不熟信道特性的变化的影响，扛干扰能力也叫强，信号波形图如图1-2所示。
1 011100+E-E图1-2 双极性波1.2.3 单极性归零波形这种波形是指它的有电脉冲宽度τ小于码元Ts ，即信号电压在一个码元终止时刻前总要回到零电平，通常归零波使用半占空码，即占空比（τ/Ts ）为50%，从单极性波可以直接提取定时信息，是其他码型提取位同步信息时常采用的一种过渡波形。
1 011100+E+E图1-3 单极性归零波1.2.4 双极性归零波形这种波形兼有双极性和归零波形的特点，由于其相邻脉冲之间存在零电位的间隔，是的接受端很容易识别出每个码元的起止时间，从而使收发双方能保持位的同步。
波形如图1-4所示。
1 011100+E-E+E-E图1-4 双极性归零波1.2.5 差分波形这种波形是用相邻码元的电平的跳变和不变来表示消息代码，而与码元本身的点位或极性无关，电平跳变表示“1”，电平的不变表示“0”，当然这种规定也可以反过来，也称为相对码波形，而相应地称前面的单极性或双极性波形为绝对码波形，这种波形传输代码可以消除设备初始状态的影响。
数字基带传输系统的基本结构及各部...
通信原理辅导及习题解析（第六版）第6章数字基带传输系统本章知识结构及内容小结[本章知识结构]图6－1 第6章知识结构框图[知识要点与考点]1．数字基带信号（1）数字基带信号波形基本的数字基带信号波形有单、双极性不归零波形，单、双极性归零波形、差分波形与多电平波形。
（2）数字基带信号的数学表达式 ①()()nsn s t a g t nT ∞=-∞=-∑式中，()s t 为单极性时，n a 取0或＋1；()s t 为双极性时，n a 取＋1或－1。
()g t 可取矩形 ②()()nn s t s t ∞=-∞=∑（3）数字基带信号的功率谱密度[]212212()(1)()()()(1)()()s s s s s s m P f f P P G f G f f PG mf P G mf f mf δ∞=-∞=--++--∑① 二进制数字基带信号的功率谱密度可能包含连续谱与离散谱。
其中，连续谱总是存在，根据连续谱确定信号带宽；在双极性等概信号时，离散谱不存在，根据离散谱确定直流分量与定时分量；② 二进制不归零基带信号的带宽为s f （1/s s f T =）；二进制归零基带信号的带宽为1/τ。
2．常用传输码型常用传输码型有三电平码（AMI 码、HDB3码）与二电平码（双相码、差分双相码、密勒码、CMI 码、块编码）。
其中，AMI 码与HDB3码需要重点掌握。
（1）AMI 码将消息码的“1”(传号)交替地变换为“+1”和“－1”，而“0”(空号)保持不变。
（2）HDB3码 ① 编码规则：当连0数目不超过3个时，同AMI 码；连0数目超过3时，将每4个连“0”化作一小节，定义为B00V ；V 与前一个相邻的非0脉冲极性相同，相邻的V 码之间极性交替。
V 的取值为+1或-1；B 的取值可选0、+1或-1；V 码后面的传号码极性也要交替。
② 译码规则：寻找破坏脉冲V 码，即寻找两个相邻的同极性码，后一个码为V 码；V 码与其之前的3个码一起为4个连0码；将所有-1变成+1后便得到原消息代码。
基带传输编码的几种类型及特点_概述及解释说明
基带传输编码的几种类型及特点概述及解释说明1. 引言1.1 概述基带传输编码是一种将数字数据转化为模拟形式以进行有效传输的技术。
它在通信领域被广泛应用，尤其是在信息传输和存储中起到关键的作用。
基带传输编码根据不同的需求和条件，可以采用多种类型，并且每种类型都具有不同的特点和适用情况。
1.2 文章结构本文将分为五个部分来介绍基带传输编码的几种类型及其特点。
首先，在引言部分我们将对基带传输编码进行简要介绍，并给出本文的目录结构。
接下来，在第二、三、四部分，我们将详细介绍基带传输编码类型一、二、三，并分析每种类型的特点。
最后，在结论部分，我们将对各种基带传输编码类型及其特点进行总结，并进行应用场景分析与比较，同时展望未来发展趋势。
1.3 目的本文主要旨在通过对基带传输编码不同类型及其特点进行综合概述和解释说明，为读者提供一个全面了解基带传输编码的指南。
通过阅读本文，读者能够掌握各种基带传输编码类型的基本原理和特点，以及它们在实际应用中的优缺点。
并且，本文还将通过分析不同编码类型的应用场景和比较优劣来帮助读者选择适合自己需求的基带传输编码方式。
最后，我们还将对基带传输编码未来的发展趋势进行展望，为读者提供一些思考和参考。
2. 基带传输编码类型一2.1 类型说明基带传输编码是一种将数字信号转换为模拟信号的技术，用于在通信系统中将数字数据进行传输。
基带传输编码类型主要包括非归零码和曼彻斯特编码。
非归零码是一种通过改变信号电平来表示二进制数据值的编码方式。
它的特点是在一个位周期内只有一次电平变换，而其他时间则保持固定的电平。
常见的非归零码有无反向非归零码（NRZ）和反向不归零码（RZ）两种。
其中，无反向非归零码将0表示为低电平、1表示为高电平，而反向不归零码则相反。
曼彻斯特编码是一种通过在一个位周期内进行两次电平变换来表示二进制数据值的编码方式。
它的特点是每个时钟周期都包含一个过渡点，从而提供了时钟同步机制。
基带传输的常用码型
HDB3码的优点：
HDB3码保持了AMI码的优点；
AMI码的优点
没有直流成分，且高、低频分量少，能量集中在1/2码速率处； 编译码电路简单，且可利用传号极性交替这一规律观察误码情况。
将连“0”码限制在3个以内，故有利于位定时信号的提取。
HDB3 码 是 应 用 最 为 广 泛 的 码 型 ， A 律 PCM 四 次 群 以 下 的 接 口 码 型 均 为 HDB3码。
HDB3码的译码规则：
“V”与前一非零符极性相同
是译码的核心，找到同号的，就找到了四连“0”，恢复四连“0”即可实现译码
若HDB3码中出现相连的同符号的 “ 非0符号”，将后面的“非0符号”及其前面的三个符
号均译为“0” ；
+100+1 → 0000， -100-1 → 0000， 0+10000+1-1 →01000001
×
0+100 -1 000-V +1 000+V –1+1 -B00-V +1…
√
即：0+100 -1 000-1 +1 000+1 –1+1 -100-1 +1…
译码： HDB3码： 0+100 -1 000-1 +1 000+1 –1+1 -100-1 +1… 信息码： 0+100 -1 0000 +1 0000 –1+1 0000 +1… 信息码： 0 100 1 0000 1 0000 1 1 0000 1…
可以提取位定时分量。 鉴于上述优点，AMI码成为较常用的传输码之一。 缺点 当原信码出现长连“0”串时，信号的电平长时间不跳变，造成提取定时信号的
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替地变换为传输码的+1， -1， +1， -1， … 例如：
消息代码： 100 1 1000 1 -1 1 1…
AMI码： +100 -1 +1000
+1 -1…
第4章
数字信号基带传输
2. HDB3码
HDB3码的全称是三阶高密度双极性码。它的编码原理是：先把消息代码
变换成AMI 码，然后去检查 AMI码的连0 串情况，当没有 4个以上连 0 串时，则 这时的AMI码就是HDB3；当出现4个以上连0串时，则将每4个连0小段的第4个
(7) 尽量减少基带信号频谱中的高频分量。
(8) 编、 译码设备应尽量简单。
第4章
数字信号基带传输
4.4.2 常用的几种码型 1. AMI码 AMI码的全称是传号交替反转码。 这是一种将消 息代码 0 （空号）和 1（传号）按如下规则进行编码的 码： 代码的0仍变换为传输码的0， 而把代码中的1交
编码规则为： “1”码交替用“11”和“00”表示； “0”码用“01”表 示， 其波形图如图4.32（c）所示。 这种码型有较多的电平跃变， 因此含 有丰富的定时信息， 该码已被CCITT推荐为PCM四次群的接口码型。 在 光缆传输系统中有时也用作线路传输码型。
第4章
数字信号基带传输
A (a) 0 －A A (b) 0 －A A (c) 0 －A
0 变换成与其前一非 0 符号（ +1 或 -1 ）同极性的符号。显然，这样做可能破坏
“极性交替反转”的规律，这个符号就称为破坏符号，用V符号表示（即+1记 为+V，-1记为-V）。为使附加V符号后的序列不破坏“极性交替反转”造成的 无直流特性，还必须保证相邻 V符号也应极性交替。这一点，当相邻V符号之 间有奇数个非0符号时，则是能得到保证的；当有偶数个非0符号时，则就得不 到保证，这时再将该小段的第 1个0变换成 +B或-B，B符号的极性与前一非 0 符 号的相反，并让后面的非0符号从V符号开始再交替变化。 例如： 代码： 1000 0 1000 0 +1000 0 0 1 1 -1 +1 000 0 1 1 000 0 -1 +1 AMI码： -1000
(1) 对于传输频带低端受限的信道， 一般来讲线路传输码型的频谱中应不含直 流分量。 (2) 码型变换（或叫码型编、 译码）过程应对任何信源具有透明性， 即与信源 的统计特性无关。 所谓信源的统计特性， 是指信源产生各种数字信息的概率分布。 (3) 便于从基带信号中提取位定时信息。
(4) 便于实时监测传输系统信号传输质量， 即应能监测出基带信号码流中错误 的信号状态。
4. 密勒码（又称延迟调制码） 编码规则如下： “1”码用码元持续时间中心出现跃变来表示， 即用 “10”或“01”表示。 “0”码分两种情况处理： 对于单个“0”， 在码元 持续时间内不出现电平跃变， 且在相邻码元的边界处也不跃变； 对于连 “0”， 在两个“0”码的边界处出现电平， 即“00”与“11”交替。 5. CMI码（传号反转码）
1
1
0
1
0
0
1
1 t .32 (a）曼切斯特吗；(b)密勒码；(c) CMI码
第4章
数字信号基带传输
6. nBmB码
nBmB码是一类分组码， 它把原始信息码流的n位 二进制码作为一组， 变换为m位二进制码作为新的码 组。 由于m>n， 新码组可能有2m种组合， 因此， 多 出（2m-2n）种组合， 其余为禁用码组， 以获得好的 特性。 前面介绍的双相码、 密勒码和CMI码都可看作 是1B2B码。 在光纤数字传输系统中， 通常选择m=n+1， 取
HDB3码： -1000 -V +1000 +V -1 +1 - B00 -V +1 -1
第4章
数字信号基带传输
3. Manchester码（双相码）
是对每个二进制代码利用两个具有两个不同相位的二进制新码去取代的码。 其编码规则之一是： 0→01（零相位的一个周期的方波） 1→10（π相位的一个周期的方波）
第4章
数字信号基带传输
第4章 数字信号基带传输
4.1 数字信号传输的基本理论
4.2 PCM信号的再生中继传输 4.3 中继传输性能的分析 4.4 基带传输的常用码型 4.5 扰码与解扰
4.6 PCM中继传输系统的测量
习题与思考题
第4章
数字信号基带传输
4.4 基带传输的常用码型
4.4.1 数字基带信号的码型设计原则
(5) 对于某些基带传输码型， 信道中产生的单个误码会扰乱一段译码过程， 从 而导致译码输出信息中出现多个错误， 这种现象称为误码扩散（或误码增殖）。
(6) 当采用分组形式的传递码型时， 在接收端不但要从基带信号中提取位定时 信息， 而且要恢复出分组同步信息， 以便将收到的信号正确地划分成固定长度的 码组。
1B2B码、 2B3B码以及5B6B码等， 其中， 5B6B码型已
实用化， 用作三次群和四次群的线路传输码型。