数字信号传输的标志:
1⃣️除去直流分量和频率很低的分量。
2⃣️在接收端得到的每个码元的起止时刻信息。
3⃣️使信号的频谱和信道的传输特性相匹配。
波形:
1⃣️单极性波形:只适合用导线连接的各点之间做近距离传输。(0和+V/-V)
2⃣️双极性波形:取+V和-V,没有0电压状态。
优点:没有直流分量、节省能源、判决门限设为0电平,与接收信号电平波动无关。
3⃣️单极性归零波形。
4⃣️双极性归零波形:若0,1等概率出现,则没有直流分量。
5⃣️差分波形:“0”,“1”用电压的变化表示,即“0”出现电压发生跳变,“1”电压不变。
6⃣️多电平波形:多进制。
适合信道传输的码型:
1⃣️无直流分量和只有很小的低频分量。
2⃣️含有码元的定时信息。
3⃣️传输效率高。
4⃣️最好有一定的检错能力。
5⃣️适用于各种信源,即要求以上性能和信源的统计特性无关。
AMI码:
信号交替反转码,“0”为“0”,“1”交替为“+1”和“-1”,是一种双极性归零码。
优点:对于“1”多的信源较好,没有直流分量,解码电路简单。
缺点:长连“0”时,使接收端无法取得定时信息,传输效率不高。
HDB3码:
3阶高密度双极性码,4个及以上连0,将第4个0变成与前一个非0码元同极性码元V。
优点:无直流分量,解码简单,连“0”数量不超过3个,与信源统计特性无关。
双相码/曼彻斯特码:0→01,1→10
优点:无直流分量,编码简单,包含丰富的定时信息。
缺点:频带宽度加倍。
密勒码:频带不展宽,有可能会有直流分量。
其他码:nBmb码、nBmT码
过零点带宽B=1/T=fc
双极性非归零码与单极性非归零码相比,没有离散谱了。
信号中的离散谱分量的波形具有周期性,其中包含码元定时信息,它可直接用于接收端建立码元同步。
码间串扰 :相邻码元之间的互相重叠。
码间串扰产生的原因:
1⃣️系统总传输特性H(f)不良。
2⃣️抽样频率不当。
极限频谱利用率RB/W=2 Baud/Hz。
奈奎斯特速率:W=RB/2。——数字通信实现无码间串扰传输,带宽至少为传输速率的一半。
为得到无码间串扰的传输特性,系统H(f)不必为矩形,2⃣️允许使具有缓慢下降边沿的任何形状,只要此传输函数时实函数并在f=W处奇对称。(余弦滚降特性)
滚降系数α=W1/W,效率降低了,带宽B=W+W1,但RB仍为2W,频带利用率变为2W/(W+W1)=2/(1+α) Baud/Hz。
部分响应系统:多个采样函数的叠加,中间有一定间隔,为T的整数倍。能够实现2Baud/Hz的频带利用率,同时无码间串扰。
眼图:在Y轴加入接收信号码元序列电压,在X轴上加入频率等于信号码元传输速率的锯齿波。实现用示波器实际观察接收信号质量的方法,可以显示传输系统性能缺陷对于基带数字信号传输的影响。
1⃣️“眼睛”张开的最大时刻是最佳抽样时刻。
2⃣️中间水平横线表示最佳判决门限电平。
3⃣️阴影区垂直高度表示接收信号的振幅失真范围。
4⃣️“眼睛”斜边斜率表示抽样时刻对定时误差的灵敏度,越陡,则灵敏度越高。
5⃣️抽样时刻上下两阴影区间距离之半,为噪声容限。
为减小3码间串扰,通常在系统中插入另一种滤波器来补偿,即均衡器(频域/时域)。
时域均衡器——横向滤波器,即延时相加电路。