数字基带信号的码型

不同形式的数字基带信号，具有不同的频谱结构，对应不同的信道条件，采用不同的码型有利于传输。

  • 码型变换：数字信息的电脉冲表示过程

在设计数字基带信号码型时，应当考虑到，

  1. 低频受限的信道应当不含直流分量。
  2. 码型变换与信源的统计特性无关。
  3. 便于提取定时信息和同步信息。
  4. 便于实时监测传输系统信号质量
  5. 减少误码扩散
  6. 减少高频分量和串扰
  7. 设备简单

常见二元码：
单极性非归零码，双极性非归零码，单极性归零码。差分码，数字双相码，信号反转码，密勒码，5B6B码。
常见的三元码：
传号交替反转码，HDBn码，BNZS码

  • 编码效率：输入二进制信码与理想三元码值信息容量之比值。

波形传输无失真的条件

  • 奈奎斯特第一准则：抽样值无失真
  • 抽样值无失真的充要条件：
    在本码元的抽样时刻上有最大值，而对其他码元的抽样时刻信号值无影响，即在抽样值上不存在码间干扰。
  • 奈奎斯特第二准则：转换点无失真
  • 转换点无失真：转换点指的是判断信号幅度是否等于限幅电平的时刻。应当使串扰为0，以避免转换点的信号幅度大于等于限幅电平。
  • 奈奎斯特第三准则：如果在一个码元间隔内接收波形的面积正比于发矩形脉冲的幅度，而其他码元间隔的发送脉冲在此码元间隔内的面积为0，则接收端也能无失真的恢复原始信码。

扰码和解扰：

  • 扰码：减少连0码和连1码，可以提高恢复位定时的质量，将二进制数字信息先作随机化出来，变成伪随机序列，能限制住连0码的的长度，这种随机化的处理就是扰码。常见的扰码有m序列。
  • 解扰：因为扰码的过程是人为的有规律的，因此，可以消除这种扰乱，这个过程就叫做解扰。

眼图

如果将接收波形输入示波器的垂直放大器，把产生水平扫描的锯齿波周期与码元定时同步，则在示波器屏幕上可以观察到类似人眼的图案，称之为眼图。对于M元码，则有(M-1)只眼睛。如果满足无串扰条件，则会得到一个轮廓清晰，且会在M个电平处汇聚成一个点。
眼图的张开程度可以度量基带传输系统的性能。

  • 眼图张开部分的宽度决定了接收波形可以不受串扰影响而抽样，再生的时间间隔。
  • 眼图在特定时刻的张开高度决定了系统的噪声容限。
  • 眼睛的闭合斜率决定了系统对抽样定时误差的敏感程序，斜率越大则对定时误差愈发敏感。

均衡

实际的传输系统不可能达到理想的无失真条件，可以通过串联一个滤波器的方法，补偿整个系统的幅频特性或者相频特性，在时域上的校正为时域均衡，在频域上的校正为为频域均衡。
时域均衡原理：
常用方法为在基带信号接收滤波器之后插入一个横向滤波器，横向滤波器由一条带抽头的时延线构成，抽头间隔等于码元周期，每个抽头的时延信号经过加法电路汇总输出，相当于一个FIR（有限冲激响应滤波器），通过设置不同的抽头系数来消除码间串扰。