基带传输编码-技术PPT.
数字基带传输系统课件

与模拟基带传输系统的比较
1 数字基带传输系统
2 模拟基带传输系统
使用数字信号进行传输,具有高速、稳定 和可靠的特点。
使用模拟信号进行传输,传输速率和稳定 性较低。
市场前景
数字基带传输系统在通信、互联网和广播电视等领域的应用越来越广泛,市场需求不断增加。
技术要点
调制技术
将数据转换为数字信号并进行调制,常见技 术包括ASK、FSK、PSK等。
信道编码技术
在传输过程中对数字信号进行编码和解码, 实现数据的可靠传输。
解调技术
接收和解调传输的数字信号,将其还原为原 始数据。
功率控制技术
控制传输信号的功率,保证传输质量和节约 能源。
应用案例
通信网络
数字基带传输系统在各类通信 网络中广泛应用,提供高速、 稳定的数据传输。
互联网
数字基带传输系统为互联网提 供了稳定和高效的数据传输基 础。
应用领域
1 通信网络
2 互联网
3 广播电视
数字基带传输系统被广 泛应用于各类通信网络, 包括有线和无线网络。
数字基带传输系统支持 高速、稳定的数据传输, 是互联网的基础。
数字基带传输系统用于 广播电视信号的传输和 播放。
优点与缺点
优点
• 高传输速率 • 低传输误码率 • 抗干扰性强
缺点
• 对传输介质要求高 • 成本较高 • 技术要求相对复杂
组成部分
发送器
将数据转换为பைடு நூலகம்字信号并进行调制。
接收器
接收和解调传输的数字信号,并将其转换为 可识别的数据。
传输介质
用于传输数字信号的物理媒介,如光纤、电 缆等。
控制模块
管理和控制数字基带传输系统的运行和功能。
基带传输技术

上次课回顾非导向性媒体→ 无线电波→ 不同波段无线电波的作用及传播方式无线传播模型:→ 自由空间传播模型→ 信号衰减与距离的平方成正比→ 双线地面反射模型→ 信号衰减与距离的四次发成正比,并与天线的高度有关多径效应→ 频率选择性衰弱多普勒效应+ 多径效应→ 多普勒扩展→ 时间选择性衰落阴影衰落分集接收72.4 基带传输技术2.4.1 基带传输的常用码型在采用无线基带传输时,信号无需载波调制而直接被发射出去。
送入信道的数字基带信号的码型应该符合以下一些要求:•传输码型应不含直流分量;•可以从基带信号中提取位同步信号;•基带编码最好能够具有内在检错能力;•码型变换过程应具有透明性,即与信源的统计特性无关;•应尽量减少基带信号频谱中的高频分量,以节省传输频带,提高信道的频谱利用率,并减少串扰。
82.4 基带传输技术2.4.1 基带传输的常用码型AMI(Alternative Mark Inversion)码原信息码的“0”编为传输码的“0”;原信息码的“1”,在编为传输码时,交替的用“+1”和“-1”表示。
例:消息代码:1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1”AMI码:+1 0 -1 0 +1 0 0 0 -1 0 +1 -1 +1”评价:•AMI码所确定的基带信号无直流分量•但当信息代码中出现长零串时,信道中会出现长时间的0电位,而影响定时信号的提取。
92.4 基带传输技术2.4.1 基带传输的常用码型HDB3(High Density Bipolar of order 3 code)码•先检查消息代码的连“0”个数,当连“0”个数少于4个时,仍按AMI码规则进行编码;•消息代码的连“0”个数达到或超过4个时,则将每个4连“0”小段的第4个“0”变换成非“0”符号(+1或-1),这个符号称为破坏符号,用V符号表示,记作“+V”或“-V”。
•V码的极性应与其前一个非“0”符号极性相同,同时满足V码的极性必须交替出现。
通信原理 第6章_数字信号的基带传输

功率谱密度为:
T P(f) S
Sa2
fT
(S
)
S
4
2
0.6 0.4 0.25 0.2
0
2.0
单极性不归零
1.5
P= 0.5
1.0
0.5
0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 f/fb
0
双极性不归零 P= 0.5
0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 f/fb
0.12
0.08 0.0625
0.04
单极性归零 0.0507 半占空P= 0.5
1
Sa2 (m
)
(
f
16
2
16 m
2
mfs )
TS Sa2 (fTS ) 1 ( f ) 1 Sa2 (m ) ( f
16
2 16
16 m奇数
2
mfs )
4、双极性归零码
∵ g1(t)= Gτ(t), g2(t)= - Gτ(t),τ=TS /2,
∴
,G2(f)=- G1(f)
且当信源等概 p=1/2时,单双极性归零码的
差分码或相对码(Differential encoding): 差分码又称为相对码,特征是:不用电平的绝对值 而用电平的相对变化传0、1符号。
原始代码 1 1 0 1 0 0 1
传号差分码
“1变0不变”,
TS
空号差分码
“0变1不变”
TS
多电平波形
0 0 0 1 0 1 10 0 0 1 1 11
Ts Ts
习题6-1
设二进制符号序列为110010001110,试以 矩形脉冲为例,分别画出相应的单极性波 形,双极性波形,单极性归零波形,双极 性归零波形,二进制差分波形及八电平波 形。
第五章 数字信号的基带传输.

成立。所以,频域受限信号,其时域必然是无限延
伸的,这种延伸就形成了码间串扰。而码间串扰和
干扰是同时存在的,为简化分析,假定没有干扰,
只有串扰。
下面是基带传输系统模型。 由图可见,成形网络由发收滤波器及信道构成, 所以其传递函数为:
S ( ) T ( )C( )R( )
5.4.1 无码间串扰的条件 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。 即当数学上满足 s(kT ) S0 (t ) 时,抽样值是无码间串扰 的。其中:
Rb B
单位为 bit /( s.Hz)。若码元序列为M 进制码元,则
频带利用率为: 2 lg 2 M 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:
S 0T T 1 sin 2 2 S( ) S0T , 0, T , 0 (1 T ) (1 T (1 ) T ) (1 T )
2
n
E am an 所以,
P2 1 P
1 P P2
2
2P 1 P P 1 P
0
am an 当m = n 时,
E am an 所以,
an
2
(1 P)2 , 以概率 P P2 , 以概率 1 P
P(1 P)
(1 P2 ) P P2 (1 P)
因此,E am an
0, m P(1 P), m
n n
由于 uT (t ) 的频谱 UT ( ) 为:
5.3 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。下页图给出了二进
制随机脉冲序列的波形图。
基带传输的常用码型

常见的线路码型有以下几种:
信息代码: 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1
AMI码
(Bipolar RZ)
HDB3码
+V
&码)
编码规则: 遇数字‘1’ 正负电平交替;遇数字‘0’ 为0电平。 实际上是把二进制脉冲序列变为三电平的符号序列。
优点:极性交替反转,所以无直流分量(包括在“1”、“0” 码不等概率情况下)。
缺点:可能出现长的连0串,会造成提取定时信号的困难。
2. 三阶高密度双极性码(HDB3)
HDB3码是在AMI码基础上为克服长连“0”码而改进 的一种码型。
编码规则:
(1)先把信息代码变成AMI码;
(2)当出现4个或4个以上连0码时,则在第4个0码处添 加脉冲,称为破坏脉冲,用V表示。
(3)为保证无直流,V脉冲应正负交替插入;为此当相 邻V码间有偶数个“1”时,将后面的连“0”串中的第1 个“0”编码为B符号,B符号的极性与前一非“0”码的 极性相反,而B符号后的V码与B符号的极性相同.
3. CMI码
编码规则: “1”码交替用“00”和“11”表示;“0”码用“01”
表示。
4. 数字双相码( Manchester)码
每个码元用两个连续极性相反的脉冲来表示。如 “1”码用正、负脉冲表示,“0”码用负、正脉冲表示。
现代通信原理
现代通信原理
基带传输的常用码型
数字基带信号通常是在电缆线路中传输,为了克服传 输损耗,对传输码型的选择主要考虑以下几点: (1) 码型中无直流分量; 低频、高频分量尽量少; (2) 码型中应包含定时信息, 以便定时提取; (3) 码型变换设备要简单可靠; (4) 码型具有一定检错能力; (5)尽可能提高线路码的编码效率,即提高传输效率。
数字基带传输系统PPT课件(通信原理)

,最高频带利
设系统频带为W (赫), 则该系统无码间 干扰时的最高传输速率为2W (波特)
21
当H(ω)的定义区间超过
时,满足
奈奎斯特第一准则的H(ω)不只有单一的解.
22
将
圆滑处理(滚降),只要
对W1呈奇对称,则 一准则.
满足奈奎斯特第
滚降因数
23
按余弦滚降的 表示为
当α=1时, 带宽比α=0加宽一倍, 此时,频带利用率为1B/Hz 24
译码:V是表示破坏极性交替规律的传号,V是破坏点,译码时,找 到破坏点,断定V及前3个符号必是连0符号,从而恢复4个连0码, 再将-1变成+1,便得到消息代码.
13
5.3 基带脉冲传输与码间干扰
基带系统模型
d(t)
GT(ω)
C(ω) s(t)
发送滤波器 传输信道
发送滤波器输入
r(t)
+ GR(ω)
破坏极性交替
AMI码含有冗余信息,
规律
具有检错能力。
缺点 与信源统计特性有关,功率谱形状 随传号率(出现“1”的概率)而变化。
出现连“0”时,长时间不出现电平 跳变,定时提取困难。
11
归一化功率谱
P=0.5 P=0.4
HDB3 AMI
1
fT
能量集中在频率为1/2码速处,位定时频率(即码速频率)分量 为0,但只要将基带信号经全波整流变为二元归零码,即可得 12 位定时信号.
第k个接收 基本波形
17
码间干扰
随机干扰
5.4 无码间干扰的基带传输特性
基带传输特性
识别
h(t) 为系统
的冲激响应
18
当无码间干扰时, 对h(t)在kTs抽样,有:
现代通信技术5PPT课件

双相码的一Байду номын сангаас变形。
1:用电压跳变表示,10或01均可
0:单个消息0不产生电位变化,
优点: 无直流成分 低频分量少 频带窄 易于提取同步信号
3.Manchester双相码
• 编码规则
1100101 10 10 01 01 10 01 10
• 特点:1) 仅两电平 2) 有足够的定时信息;无直流;编码简单 3) 缺点:频带利用率低
编码规则:
4、米勒码
•
01 11 10 01 11 10 01
数字信号的基带传输
❖ 基带——由消息转换而来的原始信号所固有的频带, 即未经调制变换的信号所占的频带
基带信号------由于未经调制的脉冲电信号所占据的 频带通常从直流和低频开始,因而称为数字基带信号 ❖ 基带传输——不搬移基带信号的频谱而直接进行传 输的方式
基本表述
❖ 基带是指未经调制变换的信号所占的频带 ❖ 基带信号是指高限频率与低限频率之比远大于1的信
号 ❖ 基带传输是指不搬移基带信号频谱的传输方式。
基带传输系统所涉及的技术问题: ❖ 信号类型(传输码型) ❖ 码间串扰 ❖ 实现无串扰传输的理想条件 ❖ 克服和减少码间串扰的具体措施等
数字基带传输的基本概念
❖ 数字通信的范畴 ❖ 数字通信系统的优越性
抗噪、处理、存储、交换、加密…. ❖ 数字信号的产生
-----来自数据终端的序列 -----来自模拟信号数字化后的序列等 ❖ 数字信号传输的特点 -----包含丰富的低频分量甚至直流分量
数字基带传输的基本概念
数字信号的传输方式
1. 基带传输 ❖ 从数字通信终端送出的数字信号(其频谱范围从零开始),
称基带信号;用基带信号直接进行传输,称为基带传输 。基 带信号频率较低,很难实现远距离传输; 在某些低通型有线 信道适用。 ❖ 如:内部总线、局域网 2.频带传输: ❖ 大多数信道是带通型信道,数字基带信号必须经过载波调制, 把频谱搬移到高频载波传输。 ❖ 实质:在发送端采用调制手段对数字信号进行某种变换,将 代表数据的二进制“1”和“0”,变换成具有一定频带范围 的模拟信号,以适应在模拟信道上传输。
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。
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目录
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通信系统的基本结构 数据表示和传输方式 传输线路类型 数据编码的分类 数字-数字编码 数字数据基带信号码型设计要求 – 选择传输码型的原则 – 几种典型码型的波形与频谱 • 单极性编码 – 非归零单极性编码 • 极化编码 – 非归零电平编码,非归零反 相编码 归零编码 曼彻斯特编码,差分曼彻斯 特编码 双极性编码 AMI, HDB3 , B8ZS mBnB码 4B5B,5B6B 多进制码 波特率和比特率 光纤收发器编码 MLT-3 编码方式 4B/5B和MLT-3编码
基带信号码型设计要求
– 选择传输码型的原则 • 码流中应含有时钟频率分量,以便于接收端从码流中提取 同步信息,同步信息保证接收端按正确时序再生原始信息, 减小误码率。 • 选择码型应基于对传输信息码流的分析,码流中“1”和 “0”的统计概率应各占1/2,长“1”或长“0”会带来较多 的直流分量,也不容易提取出同步信号来。 • 码型的变换设备应简单可靠 • 有一定噪声及码间干扰抵抗能力,这样便于实时监测传输 系统信号的传输质量,有利于基带传输系统的维护与使用
占空比
占空比: 为脉冲宽度τ与码元宽度Ts之比(τ/Ts),如图所示
。
τ Ts ′
图 3-6 占空比说明
单极性编码与极化编码
单极性
极化: 非归零 电平编码 极化: 归零编码 (RZ)
极化编码分类图
极化编码
非归零 编码 NRZ
归零 编码 RZ
双相位 编码 Biphase
非归零 电平编码 NRZ-L
非归零 反相编码 NRZ-I
曼彻斯特 编码
Manchester
差分曼彻 斯特编码
Differential Manchester
极化编码
• 极化编码使用一正一负两个电压值代表二进制比特值。 • 比单极性编码平均电压值下降,减轻了直流分量,尤其是在双相位编
码方法中,每个比特均含有正电压与负电压,彻底解决了直流分量问 题。 • 在极化编码各种变型中,只讨论三类最普遍的: – 非归零制 NRZ • 非归零电平编码NRZ-L • 非归零反相编码NRZ-I – 归零制 RZ – 双相位制 • 曼彻斯特编码 用于以太(Ethernet)局域网中 • 差分曼彻斯特编码 用于令牌环(Token Ring)局域网中
信号发送
模拟信号发送: 模拟数据(声音) 数字数据(二进制脉冲) 数字信号发送: 模拟数据
电话系统 调制解调器 MODEM
模拟信号 模拟信号
编码解码器 CODEC
数字信号
数字数据(二进制脉冲)
数字 编码解码器
数字信号
数字信号发送的优点是:价格便宜,对噪声不敏感; 缺点是:易受衰减,频率越高,衰减越厉害。
常见数字基带信号波形
A 0 A b 0 A 0 -A A 0 -A A 0 -A A 0 -A A 0 -A g f e d c 1 Ts 1 0 1 0 0 0 0 1 a
NRZ码
单极性归零码 双极性非归零码 双极性归零码 Manchester码 AMI码
HDB3
单极性编码
• 数字编码用电压改变来指示比特位的变化 • 单极性编码只使用一个电压值。代表二进制中的一个状态,而以
(?差分信号的抗干扰原理)数据编码技术数据编码技术 研究数据在信号传输过程中如何进行编码(变换)
• 信源的信息在进入信道传输之前,必须进行编码。或者说,当具体表示信息 • •
的原始信号形式不符合信道的频率特性时,必须对原始信号进行变换,以适 应传输信道的要求。 如上所述的工作,可用数据编码或者信号调制两个术语中的任一个来概括。 在此前提下,编码与调制可以是同义词。 更准确地描述如下:
传输线路类型
地球作为地线环路 A 单线非平衡线路
B 双线非平衡线路
C 双线平衡线路
传输线路类型
方式A使用地球代替两线中的一条。但由于地球并不总是一个良 好导体,因此这种方式传输衰耗大,同时在线路上感应出大 量的噪声,因而这种方式不理想; 方式B与方式A相比,减小了传输衰耗,但由于线路仍未达到对地 平衡,因而外界干扰对线路的影响仍很大; 方式C由于采用了对地平衡式结构,使得外界干扰同时附加于两 线上, 而两线间的电压差值不变,从而使线路噪声大为下降。
零电压代表另一个状态。 • 占空比100%,占用带宽最小,效率最高。 • 单极性编码能耗小,且实现简单廉价。 • 两个问题使得单极性编码较少采用: – 直流分量 单极性信号平均振幅不为零,含有直流分量,不能 在没有处理直流分量能力的媒质(如微波)上传输 – 同步 当连续0或连续1时电压不变,接收端无法知道每比特的 开始和结束;而且传输时延会使时序失步 ,使连续0/1状态的 数目被误识。通常需外加同步定时脉冲传送线路,从而使系 统成本增加。
数字-数字编码 Digital to Digital Encoding
01011101
数字-数字编码
数字数据的数字传输(基带传输)
基带: 基本频带,指传输变换前所占用的频带,是原始信号所 固有的频带。 基带传输: 在传输时直接使用基带信号。基带传输是一种最简单最 基本的传输方式,一般用低电平表示“0”,高电平表示“1”。 适用范围:低速和高速的各种情况。 限制:因基带信号所带的频率成分很宽,所以对传输线有一定 的要求。
数字信息能以数字信道选定的众多数字编码形式之一进行基带 传输,如果原始信号编码与信道支持的编码一致,即可直接传送信息; 如果不一致,则需要进行信源编码,即数字信号形式的转换。我们可 称其为数字信息的数字编码。
数据编码的分类
编码
数字-数字 编码
模拟-数字 编码
数字-模拟 编码
模拟-模拟 编码
扩频
数字-数字编码
通信系统的基本结构
信源
发送设备
信道
接收设备
受信者
噪声源
数据表示和传输方式
数据表示 数据: 模拟数据 (Analog Data) 连续值 数字数据 (Digital Data) 离散值 数据传输方式 信号: 模拟信号 (Analog Signals) 数字信号 (Digital Signals) 信号发送方式: 模拟信号发送(模拟信道) 数字信号发送(数字信道) 数字信号的发送方式: 基带(Baseband)传输:直接控制信号状态 宽带(Broadband)传输:控制载波信号的传输