通信原理笔记—基带信号的波形设计与编码
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传号交替反转码 AMI (Alternate Mark Inversion)码
引言
数字基带信号未经频谱搬移(调制)的数字电脉冲信号。
数字基带传输系统利用数字基带信号传输信息的系统。若将频谱搬移的调制与解调电路部份看作广义信道的一部分则任何的一个数字通信系统都是数字基带传输系统。
数字基带传输系统的应用
短距离的数据传输
计算机局域网的构建
数字基带传输系统的特点
简单、经济、易于实现
一般只限于有线传输的应用场景。
基带传输系统的基本模型
数字基带传输系统的基本组成
波形变换将数字信号变换为适合特定基带信道传输的信号
信道传输信号的介质基带传输的信道通常为有线信道
接收滤波器滤除带外噪声对信道特性进行校正
抽样判决器抽样判决器主要完成信号比较与判决的功能。
基带信号的波形设计与编码
数字信号的波形设计原则
波形设计使基带信号波形适合在基带信道中传输具备某种特性。
波形编码将数字信号与特定的电脉冲波形建立对应关系。
波形设计的主要原则
1使其适合在交流耦合的系统中传输
2使其有较少的高频分量以获得较高的频带利用率
3便于接收端提取同步信号
4对信息具有透明性使传输不受特定信源统计特性影响
5有低的误码扩散影响
6便于对误码进行检测
7有较高的编码效率
8易于物理实现。
在进行波形编码时可根据不同系统需求重点考虑其中的一项或若干项。
基带信号的基本波形
在一个码元周期内可以用不同的脉冲形状(包括不同幅度、位置和宽度等)表示不同的数字信号。
常用的二进制码型
单极性不归零码
含直流及低频分量只适合在直接耦合的应用环境。
抗噪声性能差。单极性不归零码的判决电平一般取“1“码 电平的一半。对同样的信号功率其性能低于双极性的信号。
不能直接提取同步信号。当出现长串的“0”或长串的“1” 时很容易失步。
单极性码传输时不能采用可抑制共模干扰的差分电路传输方式。
双极性不归零码
当“1”和“0”的脉冲数目各占一半时无直流分量。
接收双极性时判决电平为0容易设置并且稳定性高因此抗干扰能力强。
可以在电缆等无接地的传输线上采用抗干扰能力较强的差分电路传输方式。
“1”、“0”不等概时仍有直流成分 。
与单极性不归零码类似不能直接提取同步信号
单极性归零码
利用占空比(脉冲宽度与码元周期之比)小于1每个脉冲在一个周期内会回到零电平的特点可避免长串“1”时的无法提取码元同步信息不足。
单极性归零码通常是一种过渡码型。
双极性归零码
利用占空比小于1的特性可改善双极性不归零码的同步性能。是一种实用的码型。
差分码
差分码利用前后码元极性的不同变化来携带不同的二进制信息是一种相对码。
极性交替码
数据“0”采用零电平表示数据“1”采用极性交替出现的脉冲表示
极性交替码的特点
无直流成分
“相位模糊”导致的极性反转不会影响码元的判决易于提取同步信息。
极性交替码是一种实际系统中常用的码型。
常用线路码型
线路码型的设计原则
(1) 线路码的功率谱密度特性匹配于基带信道的频率特性
(2) 减少线路码频谱中的高频分量
(3) 便于从接收端的线路码中提取符号同步信号
(4) 减少误码扩散
(5) 便于误码监测
(6) 尽量提高线路码型的编码效率
传号交替反转码 AMI (Alternate Mark Inversion)码
HDB3码(3阶高密度双极性码)
HDB3码取代节选择规则
取代节设计思想避免出现3个以上的连“0” 既可实现标识又尽可能保持直流平衡。
AMI码与HDB3码的比较
数字双相码(又称分相码或Manchester码)
优点是在收端利用简单的非线性变换后提取时钟方便。
曼彻斯特码(数字双相码)
曼彻斯特码的特点码元中间出现跳变易于提取时钟信号。
曼彻斯特码的编码方法
曼切斯特码一种均值为零的条件双相码
曼彻斯特码也可以差分码的形式出现其编码方法
