2019-04-25

• 常用线路的码型
• 影响功率谱密度的因素有两个：一是序列的特性，二是脉冲的特性。
• 线路码型
• 是针对设备之间的线缆连接所设计的信号
• 线路码型是PAM信号，多采用矩形RZ脉冲，一般要求
  • 能隔直流传输，即所要求设计信号的功率谱密度在附近是零或者非常小
  • 硬件实现尽可能简单（矩形脉冲）
  • 利于时钟提取（避免出现长时间电压不变）
  • 带宽尽量小
• 线路码型方面代表性设计案例
• （1）AMI（Alternate Mark Intersion）码：传号交替反转码，数据“1”称为传号（mark），数据“0”称为空号
  • 用于：PDH-T系列（北美）的接口
  • 规则：PAM的幅度序列的元素是三进制的：-1，0，+1
    • 空号（数据“0”）映射到电压0V,传号（数据“1”）交替映射为+1V和-1V
    • PAM脉冲采用半占空的归零码
  • 优点：使得功率谱密度在附近很小
  • 缺点：出现连续的大量的0时，电压有可能长时间不变，不利于时钟提取。
• （2）HDB3码：三阶高密度双极性码
  • 消除了长时间出现0电平的可能性
  • 用于：PDH-E系列（欧洲、中国）接口
  • 规则：是对0000进行替换。编码时从前往后编码
    • 遇到数据“1”时，映射为电压+1v或-1v，其极性与此前最后一个非0的符号反极性
    • 遇到数据0000时，第四个0映射为,其极性必须（与此前的最后一个V反极性，与此前的最后一个非零符号同极性，如果以上两点不能同时满足，就将0000变成B00V,其中专门用来凑以上两个要求）
  • 译码：
    • 如果某个非零符号与此前的最后一个非零符号反极性，那么它是数据1
    • 如果某个非零符号与此前的最后一个 非零符号同极性，那么它是四个连零中的第四个0
• 各个编码的功率谱，主瓣带宽等于数据速率
• （3）数字双相码（Manchester码），用方波的两种相位表示数据
  • 用于：数据的磁记录、802.3、802.4
  • 规则：将双极性PAM信号中的脉冲设计成先正后负，把每个数据比特编码为2个比特，数据1变成10、0变成01，然后按2倍的速率（比特间隔减半）做成双极性NRZ信号。反之亦然。
• PAM信号通过AWGN信道
  • 功率谱密度为的白高斯噪声通过接收滤波器的输出噪声是,是零均值平稳高斯过程，其功率谱密度为
  • 的方差（功率）为
  • 的一维概率密度函数
• 为了识别发送数据，接收端在某个特定时刻（采样时刻）对接收信号进行测量（采样）。并将测量值（判决量）与某个预定的值（判决门限）比较，以判决量高于或低于门限来认定发送数据是1或者0
• 接收滤波器的目的是抑制噪声，为了降低判决错误率，滤波器的设计应致力于提升判决量的信噪比
• 匹配滤波器
• 能使得采样时刻的信噪比最大，其冲激响应是
• 输出有用信号是
• 在最佳采样时刻处，有用信号达到最大值
• 输出噪声功率为
• 噪声功率在任何时刻都相同
• 例子：双极性NRZ码的匹配滤波器接收
  • 双极性不归零码
    • ,输出,
    • 假设发送
      • 滤波器输入：
      • 采样前的信号
      • 最佳抽样时刻处，采样值中的有用信号是
      • 采样值中的噪声是
      • 其中
    • 假定发送
      • 滤波器输入：
      • 采样前的信号
      • 最佳抽样时刻处，采样值中的有用信号是
      • 采样值中的噪声是
      • 其中
    • 发送条件下的判决量为,是均值为方差为的高斯随机变量，其概率密度函数为
      • 发送,如果判决量低于门限,则判决出错，出错的概率是
    • 发送条件下的判决量为,是均值为方差为的高斯随机变量，其概率密度函数为
      • 发送，如果判决量高于门限,则判决出错，出错概率是
• 平均误比特率是
  • 最小，可以得到最佳判决门限
• 双极性不归零码
• 单极性不归零码
• 双极性不归零码的抗噪声性能优于单极性码
• 为了达到相同的误比特率，单极性RZ需要的比双极性RZ所3dB