🌈以下是本人对《通信原理》第六章 数字基带传输系统的学习，是为了方便后续的学习，如有补充和错误，欢迎评论区留言！相关参考资料和视频已放在文末。

一.数字基带系统与基带信号波形

1.1 数字基带系统

  1. 数字基带信号：信息码元序列的电脉冲表示。波形表达式为：$$s(t)=\sum_{n=-\infty}^{+\infty}a_ng(t-nT_B)$$其中$a_n$表示第n个码元取得电平值，$T_B$为码元持续时间，g为某种脉冲波形。

  2. 数字基带信号传输系统模型

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    器件 作用
    信道信号形成器 包括发送滤波器，也称成形滤波，作用是将原始基带信号转化为适合于信道传输的基带信号。
    信道 提供传输通道
    接收滤波器 滤除带外噪声均衡信道特性
    抽样判决器 对收滤波器的输出波形进行抽样判决确定发送代码序列
    同步提取 提取用于抽样的定时脉冲

    由于加性噪声和信道特性影响，基带信号的幅度值会受到扰动，抽样判决后可能会发生错判，从而产生误码。

  3. 常用脉冲波形

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  4. 数字基带信号波形及其特点

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    特点：极性单一，含有直流分量，在长连0或长连1串时无同步信息。

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    特点：当0、1等概出现时无直流分量，在长连0或长连1串时无同步信息。

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    特点：极性单一，含有直流分量，高电平小于一个码元持续时间 ，在长连0或长连1串时无同步信息。

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    特点：相邻脉冲之间以零电平间隔，有利于同步信息的提取。

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    传号差分原则：0不变，1反转。

    空号差分原则：0反转，1不变。

    差分波形特点：利用相邻码元的电平变化来表示代码，可消除初始状态影响或在同步系统中引起的相位模糊。

    如四电平波形：一个电平对应2位二进制代码。

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    特点：一个电平对应多位二进制代码，频带利用率高。如四电平波形：一个电平对应2位二进制代码。

1.2 基带传输的常用码型

  1. 传输码（线路码）的选择原则

    • 功率谱：无直流分量，限制信号带宽，减小功率谱中的高低频分量，与传输信道相匹配；
    • 定时：应包含与定时分量相关的离散谱，便于接收端从信号中提取定时信息；
    • 透明性：码型变换应具有透明性，即与信源输出符号的统计特性无关；
    • 性能监测：线路码最好具有内在的检错能力，便于接收端进行误码监测；
    • 传输可靠性：给定传输条件，线路码应使系统的差错概率尽可能地小；
    • 设备复杂度：线路编译码设备尽可能简单。

  2. 常用的传输码

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    码型特点:

    • 改变信号功率谱密度，无直流，高、低频分量少；
    • 编、译码电路简单；
    • 通过观察极性是否交替即可判断有无误码；
    • 缺点：出现长连0时不利于提取定时信息。

    原始序列  1 0 0  0  0  1  1 0 0  0  1
    HDB_3码 +1 0 0 +V -1 +1 -B 0 0 -V +1

    编码原则：

    • 连0个数不超过3，按照AMI规则编码；
    • 若出现4个连0，用“000V”代替“0000”，V称为破坏脉冲，破坏符号V的极性与前一个非0符号极性相同，且V码之间极性交替；
    • 若两个相邻的V码之间有偶数个非0码，此时后一个V码与前一个非0符号极性相反，需要用“B00V”取代后一个“000V”，B称为调节脉冲，极性与前一个非零符号极性相反，且后面的符号从V开始极性交替变化。

    编码作用：

    • V码的作用：将连0数减少至不超过3个；
    • B码的作用：保证V码极性交替，消除直流；
    • V码和B码在序列中均视为非0码；
    • 可能出现的四种取代节：000+V，000-V，+B00+V，-B00-V。

    译码原则：

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    码型特点：

    • 改变信号功率谱密度，无直流，高、低频分量少；
    • 编码复杂、译码简单；
    • 有一定的检错、纠错能力；
    • 连0码不超过3个，利于提取定时信息。

    编码规则 ：“0”编为“01”，“1”编为“10”。

    码型特点：

    • 改变信号功率谱密度，无直流，高、低频分量少；
    • 易提取定时信息；
    • 编码简单；
    • 连码不超过2个，可以用于检错；
    • 缺点：带宽加倍。

    编码规则 ：“1”编为“11”和“00”交替出现，“0”编为“01”。“10”为禁用码组。

    码型特点：

    • 信号功率谱密度无直流；
    • 跳变频繁，易提取定时信息；
    • 编码简单；
    • 连码不超过3个，可以宏观检错；
    • 缺点：带宽加倍。