基带传输常用码型
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没有误码增殖的基带传输码型-回复什么是基带传输码型?基带传输码型,也称为数字基带传输码型,是指将模拟信号或数字信号经过一系列编码转换成数字串,以便于在数字通信系统中进行传输和处理的编码方式。
基带传输码型可以通过合理的编码设计来提高信道的利用率、抗干扰性能和可靠性,是数字通信系统中的关键技术之一。
什么是误码增殖?在数字通信系统中,信号经过传输过程中可能会受到噪声、衰落等干扰因素的影响,导致传输过程中出现误码。
误码增殖是指在接收端对接收到的误码进行解码处理时,由于解码错误而引入更多的误码,使错误传输的比特数呈指数增长的现象。
误码增殖会严重影响数字通信系统的可靠性和性能。
如何实现没有误码增殖的基带传输码型?为了实现没有误码增殖的基带传输码型,需要采取一系列的编码和解码技术。
下面将一步一步地介绍这些技术。
1. 线性块码(Linear Block Code)线性块码是基带传输码型中常用的一种编码方式。
它可以通过添加校验比特来增加冗余度,从而提高传输的可靠性。
具体而言,线性块码将数据比特分组,并在每个数据比特组之后添加一些校验比特。
接收端通过对接收到的比特进行校验,并进行恢复和解码,以实现误码的纠正和减少。
2. 奇偶校验码(Parity Check Code)奇偶校验码是一种简单而常用的校验码。
它通过在数据比特后添加一个校验比特,使得整个数据比特组中的1的个数为奇数或偶数。
接收端在接收到数据比特组后,通过检测校验比特的奇偶性来判断是否存在误码,并进行相应的纠正。
3. 码距(Hamming Distance)码距是衡量编码方案中纠错能力的重要指标。
它表示在两个码字之间至少需要发生多少比特的差异才能正确解码。
通过选择合适的码距较大的编码方式,可以提高编码的纠错能力,从而减少误码增殖的问题。
4. 前向纠错码(Forward Error Correction,FEC)前向纠错码是一种具有纠错能力的编码方式。
它可以通过在发送端添加一些冗余比特,使得接收端能够在一定程度上纠正和恢复受到的错误比特,从而减少误码的传输和增殖。
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。
实验1 基带信号的常用码型变换实验一、实验目的1.熟悉RZ 、BNRZ 、BRZ 、CMI 、曼彻斯特、密勒码型变换原理及工作过程;2.观察数字基带信号的码型变换测量点波形;二、实验仪器1.AMI/HDB3编译码模块,位号:F (实物图片如下)2.时钟与基带数据发生模块,位号:G3.20M 双踪示波器1台4.信号连接线3根三、实验工作原理(一)基带信号及其常用码型变换在实际的基带传输系统中,传输码的结构应具有下列主要特性:1) 相应的基带信号无直流分量,且低频分量少;2) 便于从信号中提取定时信息;3) 信号中高频分量尽量少,以节省传输频带并减少码间串扰;4) 不受信息源统计特性的影响,即能适应于信息源的变化;5) 编译码设备要尽可能简单。
1.1 单极性不归零码(NRZ 码)单极性不归零码中,二进制代码“1”用幅度为E 的正电平表示,“0”用零电平表示,单极性码中含有直流成分,而且不能直接提取同步信号。
0000E +1111 图1-1 单极性不归零码1.2 双极性不归零码(BNRZ 码)二进制代码“1”、“0”分别用幅度相等的正负电平表示,当二进制代码“1”和“0”等概出现时无直流分量。
10111000E +E-0图 1-2 双极性不归零码1.3 单极性归零码(RZ 码)单极性归零码与单极性不归零码的区别是码元宽度小于码元间隔,每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。
单极性码可以直接提取定时信息,仍然含有直流成分。
00001111E +0图 1-3 单极性归零码1.4 双极性归零码(BRZ 码)它是双极性码的归零形式,每个码元脉冲在下一个码元到来之前回到零电平。
00001111E +0E-图 1-4 双极性归零 1.5 曼彻斯特码曼彻斯特码又称为数字双相码,它用一个周期的正负对称方波表示“0”,而用其反相波形表示“1”。
编码规则之一是:“0”码用“01”两位码表示,“1”码用“10”两位码表示。
第五章 数字信号的基带传输基带传输系统频带传输系统(调制传输系统)数字基带信号:没有经过调制的原始数字信号。
(如各种二进制码PCM 码,M ∆码等)数字调制信号:数字基带信号对载波进行调制形成的带通信号。
5.1、基带信号的码型一、数字基带信号的码型设计原则:1. 对传输频带低端受限的信道,线路传输的码型的频谱中应该不含有直流分量;2.信号的抗噪声能力强;3.便于从信号中提取位定时信息;4.尽量减少基带信号频谱中的高频分量,节省传输频带、减小串扰; 5.编译码设备应尽量简单。
二、数字基带信号的常用码型。
1、单极性不归零码NRZ (Non Return Zero )脉冲宽度τ等于码元宽度T特点:(1)有直流,零频附近的低频分量一般信道难传输。
(2)收端判决门限与信号功率有关,不方便。
(3)要求传输线一端接地。
(4)不能用滤波法直接提取位定时信号。
2、双极性非归零码(BNRZ )T =τ,有正负电平特点:不能用滤波直接提取位定时信号。
⎩⎨⎧数字通信系统3、单极性归零码(RZ)τ<T特点:(1)可用滤波法提取位同步信号(2)NRZ的缺点都存在4、双极性归零码(BRZ)特点:(1)整流后可用滤波提取位同步信号(2)NRZ的缺点都不存在5、差分码电平跳变表1,电平不变表0 称传号差分码电平跳变表0,电平不变表1 称空号差分码特点:反映相邻代码的码元变化。
6、传号交替反转码(AMI)τ)归零码表0用零电平表示,1交替地用+1和-1半占空(T5.0=示。
优点:(1)“0”、“1”不等概时也无直流(2)零频附近低频分量小(3)整流后即为RZ码。
缺点:连0码多时,AMI整流后的RZ码连零也多,不利于提取高质量的位同步信号(位同频道抖动大)应用:μ律一、二、三次群接口码型:AMI加随机化。
7、三阶高密度双极性码()3HDBHDB3码编码步骤如下。
①取代变换:将信码中4个连0码用取代节000V或B00V代替,当两个相邻的V码中间有奇数个1码时用000V代替4个连0码,有偶数个1码时用B00V代替4个连0码。
基带传输的常用码型有:
1. 双极性不归零码:“1”码和“0”码都有电流,“1”为正电流,“0”为负电流,正和负的幅度相等,判决门限为零电平。
其优点是抗噪能力强一些,缺点是生成电路需要正负双电源供电。
2. 单极性不归零码:无电压表示“0”,恒定正电压表示“1”,每个码元时间的中间点是采样时间,判决门限为半幅电平。
单极性的优点是可以采用单电源供电,缺点是具有直流分量,只能在直流耦合的电路中使用。
3. 双极性归零码:在每一码元时间间隔内,当发“1”时,发出正向窄脉冲;当发“0”时,则发出负向窄脉冲。
两个码元的时间间隔可以大于每一个窄脉冲的宽度,取样时间是对准脉冲的中心。
4. 单极性归零码:在每一码元时间间隔内,有一半的时间发出正电流,而另一半时间则不发出电流表示二进制数“1”。
整个码元时间间隔内无电流发出表示二进制数“0”。
5. 曼彻斯特编码:在曼彻斯特编码中,每个二进制位(码元)的中间都有电压跳变。
用电压的正跳变表示“0”,电压的负跳变表示“1”。
此外,还有差分码、密勒码、CMI码、AMI码、HDB3码等基带传输的常用码型。
您可以咨询专业人士获取详细信息。
第5章 数字基带传输系统5.1 学习指导 5.1.1 要点本章的要点主要有数字基带传输系统结构及各部件功能;基带信号常用波形及其频谱特性;基带传输常用码型的编译及其特点;码间串扰和奈奎斯特第一准则;理想低通传输特性和奈奎斯特带宽;升余弦滚将特性;第一类部分响应系统;无码间串扰基带系统的抗噪声性能;眼图和均衡的概念。
1.数字基带传输系统数字基带传输系统:不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统,其基本结构如图5-1所示。
主要有发送滤波器、信道、接收滤波器、同步提取电路以及抽样判决器组成。
发送滤波器用于产生适合于信道中传输的基带信号波形。
信道是基带信号传输媒质(通常为有线信道)。
加性n (t )是均值为零的高斯白噪声。
接收滤波器的功能接收有用信号,滤除带外噪声,对信道特性均衡,使输出的基带波形有利于抽样判决。
同步提取即从接收信号中提取用来抽样的定位脉冲。
抽样判决器用来对对接收滤波器的输出波形进行抽样、判决和再生(恢复基带信号)。
图5 - 1 数字基带传输系统的原理方框图2.数字基带信号及其频谱特性(1) 数字基带信号数字基带信号用不同的电平或脉冲来表示不同的消息代码。
数字基带信号的单个脉冲有矩形脉冲、余弦脉冲、升余弦脉冲、高斯脉冲等等形式。
常用的基本信号波形有:单极性与双极性波形、不归零码与归零码波形、差分波形、多电平波形等。
数字基带信号通常是一个随机的脉冲序列。
若其各码元波形相同而电平取值不同,则可表示为()()nsn s t a g t nT ∞=-∞=-∑ (5-1)式(5-1)中,a n 是第n 个码元所对应的电平值(随机量);T s 为码元持续时间;g (t )为某种脉冲波形。
一般情况下,数字基带信号可表示为()()nn s t s t ∞=-∞=∑ (5-2)(2) 基带信号的频谱特性数字基带信号s (t )的频谱特性可以用功率谱密度来描述。
设二进制随机信号为()()nn s t s t ∞=-∞=∑ (5-3)其中()()()12,0()11=S n S g t nT s t g t nT -⎧⎪=⎨-⎪⎩对应“”,以概率P 出现,对应“”,以概率P 出现 则s (t )的功率谱密度为212()(1)()()s S P f f P P G f G f =--+212[()(1)()]()S S S S m f PG mf P G mf f mf δ∞=-∞+--∑(5-4)式(5-4)中,f s =1/T s 为码元速率;G 1(f )和G 2(f )分别是g 1(t )和g 2(t )的傅里叶变换。
四种常用的基带传输码型matlab仿真的实验原理基带传输码型是数字信号传输中的重要概念,主要用于在信道中传输数字信号。
在基带传输中,信号的频谱很宽,为了有效地传输信号,通常需要将信号的频谱限制在一定的范围内。
常用的基带传输码型有矩形脉冲、升余弦脉冲、高斯脉冲和多相码等。
在四种常用的基带传输码型的 MATLAB 仿真实验中,实验原理如下:
1. 矩形脉冲:矩形脉冲是一种简单的基带传输码型,其频谱为无限宽。
为了限制信号的频谱,通常将矩形脉冲通过一个低通滤波器,以得到一个具有一定带宽的信号。
在 MATLAB 中,可以使用 `rectpuls` 函数生成矩形脉冲信号。
2. 升余弦脉冲:升余弦脉冲是一种常用的基带传输码型,其频谱具有一定的带宽。
在 MATLAB 中,可以使用 `rcosine` 函数生成升余弦脉冲信号。
3. 高斯脉冲:高斯脉冲是一种具有较窄带宽的基带传输码型,其频谱密度较低。
在 MATLAB 中,可以使用 `gausswin` 函数生成高斯脉冲信号。
4. 多相码:多相码是一种通过相位调制实现的基带传输码型。
在 MATLAB 中,可以使用 `square` 函数生成方波信号,然后通过调整方波的相位得到多相码信号。
在 MATLAB 仿真实验中,可以通过生成各种基带传输码型信号,并对其频谱进行分析,以了解不同码型对信号频谱的影响。
此外,还可以通过改变码型参数(如脉冲宽度、相位等),观察信号频谱的变化情况,从而深入理解基带传输码型的工作原理。
对数字基带传输常用码型HDB3码的编码规则的理解作者:黄小胜HDB3码的编码规则:(1)检查消息码中"0"的个数。
当连"0"数目小于等于3时,HDB3码与AMI码一致,+1与-1交替;(2)当连"0"数目超过3时,将每4个连"0"化作一小节,定义为B00V,称为破坏节,其中V称为破坏脉冲,而B称为调节脉冲;(3)V与前一个相邻的非"0"脉冲的极性相同(这破坏了极性交替的规则,所以V称为破坏脉冲),并且要求与相邻的V码之间必须交替。
V的取值为+1或-1;(4)B的取值可为0、+1或-1,以使V同时满足(3)中的两个要求;(5)V码后面的传号码极性也要交替。
例如:注:每一个破坏脉冲V总是与前一个非"0"脉冲极性相同。
其中非"0"脉冲包括B在内。
接下来我再写一串二进制码大家来写出它的HBD3码。
如下:步骤一:写成AMI码步骤二:将每4个连"0"化作一小节,定义为B00V步骤三:观察B00V两端的非"0"脉冲的极性。
(若有多个B00V相连在一起,就将它们看做一个整体,观察这个整体两端的非"0"脉冲的极性)步骤一、二都很容易,接下来就是要确定B、V的值了。
这恰恰就是难点,也是我要同大家探讨的。
我们知道B有"+、-、0"三种取值,V有"+、-"两种取值。
那么我们应该怎样确定它们的值呢?由上面的图表,已知:(1)3号取"负"、14号取"正";由极性交替原则与V的同前性,所以,11号V取"负",7号V与11号V相邻,所以7号V 取"正"。
由前同性,7号V取"正"则4号B也取"正"。