基帶傳輸之碼型編碼

2021-08-20 21:25:42 字數 2365 閱讀 9679

1、什麼是基帶傳輸?

基帶傳輸指的是基帶訊號的傳輸。先看看什麼是基帶訊號?

數字通訊系統所傳輸的原始數碼訊號,如計算機輸出的數字碼流,各種文字、影象的二進位制**,由數字**終端送出的pcm脈衝編碼訊號等。這些訊號具有較低的頻譜分量,所佔據的頻譜通常是從直流式低頻段開始的,其頻寬是有限的,所以稱為數字基帶訊號。

下面講講基帶傳輸;

在傳輸距離不太遠的情況下,數字基帶訊號可以不經過調製,如直接在有線市話電纜中傳輸,利用中繼方式也可以實現長距離的直接傳輸。實際上,基帶傳輸不如頻帶傳輸那樣廣泛,但是在基帶傳輸中要討論的問題在頻帶傳輸中也必須考慮,因此掌握好基帶傳輸原理很有必要。

2、基帶傳輸討論的問題?

主要涉及兩個問題,乙個是碼型問題,另乙個是無失真傳輸條件。

3、引入碼型編碼;

在信源編碼這篇博文中專門講到編碼,裡面提出了編碼的兩個問題:

問題1就是如何確定二進位製碼組的位數?

問題2是採用怎樣的碼型?

二進位製碼組的位數決定了它能表示的狀態的多少;

而確定應該採用怎樣的碼型,即採用怎樣的電脈衝形式來表述這些二進位製碼組。

下面專門討論這個問題:

對於碼型問題,通常會自然而然的認為,「1」就用高電平,「0」就用低電平或零表示。但實際上沒那麼簡單。

通常由信源編碼輸出的數碼訊號多為經自然編碼的電脈衝序列,正如人們通常認為的,高電平表示1,低電平表示0,此訊號雖然是名副其實的數碼訊號,卻不適合在通道中傳輸。

數字通訊系統一般並不採用這樣的數碼訊號進行基帶傳輸,因此就需要通過碼型編碼或碼型變換將數碼訊號用合適的電脈衝表示。

1)、為什麼信源編碼輸出的數碼訊號不適合基帶傳輸?

這種數字基帶訊號常常包含直流分量或低頻分量,因此對於低頻受限的通道,訊號可能傳不過去,比如說有線通道的低頻特性就很差,很難傳輸零頻率附近的分量,並且經過自然編碼後,有可能出現連「0」或連「1」資料,這是的數碼訊號會出現長時間不變的低電平或高電平,以致接收端在確定各個碼元的位置時會遇到困難。

2)、哪種碼型才是最好的呢?

沒有最好,只有最合適。

由於不同碼型的數字基帶訊號有不同的頻譜結構,而具有不同傳輸特性的通道對欲傳輸訊號的頻譜結構的要求又各不相同。數字基帶訊號的碼型種類很多,每種碼型都不是完美的,在實際應用中,需要全盤考慮,有取有捨,合理選擇。

如何將不適合通道傳輸的數碼訊號變得適合通道傳輸就是碼型變換的主要任務。

常見的集中二元碼的碼型有:

其中hdb3碼應用最廣泛。

還比如如果想從訊號中提取同步資訊,應採用單極性歸零碼,而非不歸零碼:

這是因為用單極性不歸零波形組成的訊號,它的功率譜沒有離散分量,不能用來提取同步訊號;

而單極性歸零波形組成的訊號,則因為有離散譜的存在,因而可以從中提取同步訊號。

4、有了上面的講述,有必要專門了解一下基帶訊號的頻譜到底是什麼樣子的?

在實際通訊中,被傳送的資訊是收信者事先未知的,因此數字基帶訊號是隨機的脈衝序列。由於隨機訊號不能用確定的時間函式表示,也就沒有確定的頻譜函式,因此只能從統計數學的角度,用功率譜來描述它的頻域特性。

二進位制隨機脈衝序列的功率譜一般包含連續譜和離散譜兩部分。

連續譜總是存在的,通過連續譜在頻譜上的分布,可以看出訊號功率在頻譜上的分布情況,從而確定傳輸數碼訊號的頻寬。離散譜不一定存在,它與脈衝波形及出現的概率有關。離散譜的存在與否,關係到能否從脈衝序列中直接提取定時訊號,如果乙個二進位制隨機脈衝序列的功率譜中沒有離散譜,則要設法變換基帶訊號的碼型,使功率譜中出現離散部分,以利於定時訊號的提取。如下圖:單極性的歸零碼就存在連續譜和離散譜,而不歸零碼只存在連續譜。

因此單極性歸零碼適合提取同步資訊。

從上圖還可以看出,該功率譜分布似花瓣,在功率譜的第乙個過零點之內的花瓣最大,稱之為主瓣。主瓣內集中了訊號的絕大部分功率,所以主瓣的寬度可以作為訊號的近似頻寬,通常稱為譜零點頻寬。

線路傳輸碼型

一 二元傳輸碼型 只取兩種電平,如正電平和零電平,正電平和負電平。1 單極性不歸零碼 nrz unipolar nonreturn to zero coding 用一種訊號電平代表 1 碼,用另一種訊號電平代表 0 碼,在碼元持續期間電平保持不變。如用高電平代表 1 低電平 一般為零電平 代表 0 ...

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常見的傳輸碼型

1.不歸零碼nrz 雙極性不歸零碼bnrz 不歸零碼在乙個碼型傳輸過程中不會歸零,用 高電平 表示1,零電平 表示0 雙極性不歸零碼bnrz同樣是不歸零碼,用 高電平 表示1,負電平 表示0 上述編碼通道密度高,但無法從碼型中提取同步資訊,需要外同步,否則會累積誤差。波形如下 2.歸零碼rz,brz...