AMI和单极性非归零波形
通信原理B
实验报告
1 实验目的
熟悉AMI的波形，能够分析AMI和单极性非归零波形的功率谱密度。
2 实验内容
2.1 仿真参数I
（1）生成符号速率为15Bd，幅度为2v，采样率2000Hz，时长10秒，的单极性非归零波形
（2）生成上述波形的AMI波形
（3）绘制并分析单极性非归零波形和AMI波形的功率谱密度
2.2 仿真参数II
（1）生成符号速率为20Bd，幅度为1.5v，采样率1500Hz，时长5秒，的单极性非归零波形
（2）生成上述波形的AMI波形
（3）绘制并分析单极性非归零波形和AMI波形的功率谱密度
2.3 AMI和单极性非归零波形的功率谱密度分析
（1）FFT频谱分析原理
N个采样点经过FFT变换后得到N个点的以复数形式记录的FFT结果。
采样定理：采样频率要大于信号频率的两倍。
假设采样频率为Fs，采样点数为N。那么FFT运算的结果就是N个复数（或N个点），每一个复数就对应着一个频率值以及该频率信号的幅值和相位。第一个点对应的频率为0Hz（即直流分量），最后一个点N的下一个点对应采样频率Fs。其中任意一个采样点n所代表的信号频率：
Fn=(n-1)*Fs/N。
这表明，频谱分析得到的信号频率最大为(N-1)*Fs/N,对频率的分辨能力是Fs/N。采样频率和采样时间制约着通过FFT运算能分析得到的信号频率上限，同时也限定了分析得到的信号频率的分辨率。（2）AMI功率谱密度分析
AMI码的编码规则是“0”码不变，“1”码则交替地转换为＋1和－1。
当码序列是100100011101时，AMI码就变为：＋100－1000＋1－1＋10－1。这种码型交替出现正、负极脉冲，所以没直流分量，低频分量也很少，它的频谱如图所示，AMI码的能量集中于f0/2处(f0为码速率)。
（3）单极性非归零波形的功率谱密度分析
非归零编码指的是一种二进制的信号代码，在这种传输方式中，1 和0 都分别由不同的电子显著状态来表现，除此之外，没有中性状态、亦没有其他种状态。这种脉冲的能量比归零代码要来得密集，但它传输时是不停歇的，这代表同步信号必须在此代码之外独自传输。
3 实验总结
通过实验，了解了AMI和单极性非归零的波形，并且对AMI和单极性非归零波形的功率谱密度图进行了分析，加深了对波形的理解，为后续的实验打下了基础。
现代通信原理课程实验报告单极性和双极性NRZ信噪
现代通信原理课程实验报告单极性和双极性NRZ信噪
现代通信原理课程 设计报告 设计题目：单极性和双极性NRZ信噪 比和误比特率的 关系特性 专业班级：信处 姓名： 指导教师：陈爱萍老师
设计时间：2011.11.28
单极性和双极性NRZ 的信噪比与误比特率关系特性 一、设计任务与要求 利用Matlab 作图比较单极性NRZ 和双极性NRZ 的信噪比与误比特率关系特性，并计算当要求基带传输系统的误码率为10-6时所需要的信噪比。 二、设计任务分析 首先分析下二元码有如下： 单级性非归零码（NRZ （L ））属于非归零码NRZ （Not Return Zero code ）在整个码元期间电平保持不变。在这种编码中用高电平和低电平（通常为零电平）分别表示二进制 信息“1”、“0”。 双极性非归零码也同单级性非归零码相同的是在整个码元期间电平保持不变，但它用正电平，负电平分别表示“1”，“0”. 对于单极性NRZ 码，设对应0和1信息时其幅度分别为0和A ，无码间干 扰时，接收滤波器的输出信号 或 。若接 收判决门限为d ，即若 ，判定信号幅度为A ；若 判定信号幅度为0。 当发送信号为0时，叠加高斯噪声后接收波形幅度的概率密度函数为： 发送信号为1时，叠加高斯噪声后的接收波形幅度的概率密度函数为： 若噪声幅度过大，就会造成接收端的误判，误判概率为 总误判概率为 ，通常 ，采用 作为判决电平是最佳的，此时的误比特率为 ，噪声功率为 ，所以有： ，所以 。 流程图： )2220()2r p r σπσ-=())2221()2r A p r σπσ --=()()22212d r A b p dr σπσ--=?0011b b b p p p p p =+0112p p ==2A 2212x b d p dx Q σσπ+∞-??== ????22 S A =2N σ =2b p Q S N =24S A =b p Q S N =()()r KT A n KT =+()()r KT n KT =r d > r d <
不归零编码
在传送分组时，USB应用了NRZI编码方式。 信号电平的一次反转代表1，电平不变化表示0，并且在表示完一个码元后，电压不需回到0 不归零制编码是效率最高的编码 缺点是存在发送方和接收方的同步问题 单极性不归零码,无电压(也就是元电流)用来表示"0",而恒定的正电压用来表示"1"。每一个码元时间的中间点是采样时间,判决门限为半幅度电平(即 0.5)。也就是说接收信号的值在0.5与1.0之间,就判为"1"码,如果在O与0.5之间就判为"0"码。每秒钟发送的二进制码元数称为"码速"。 双极性不归零码,"1"码和"0"码都有电流,但是"1"码是正电流,"0"码是负电流,正和负的幅度相等,故称为双极性码。此时的判决门限为零电平,接收端使用零判决器或正负判决器,接收信号的值若在零电平以上为正,判为"1"码;若在零电平以下为负,判为"0"码。 以上两种编码,都是在一个码元的全部时间内发出或不发出电流(单极性),以及发出正电流或负电流(双极性)。每一位编码占用了全部码元的宽度,故这两种编码都属于全宽码,也称作不归零码NRZ (Non Return Zero)。如果重复发送"1"码,势必要连续发送正电流;如果重复发送"0"码,势必要连续不送电流或连续发送负电流,这样使某一位码元与其下一位码元之间没有间隙,不易区分识别。归零码可以改善这种状况。 RZ,NRZ与NRZI编码解释 RZ 编码（Return-to-zero Code），即归零编码。 在RZ 编码中，正电平代表逻辑1，负电平代表逻辑0，并且，每传输完一位数据，信号返回到零电平， 也就是说，信号线上会出现 3 种电平：正电平、负电平、零电平：
基于GUI的数字基带传输码型仿真—采用Miller码、CMI码、双极性归零码、双极性不归零码
《通信原理》 CDIO项目设计总结报告 项目名称：基于GUI的数字基带传输码型仿真—采用 Miller码、CMI码、双极性归零码、双极性不归 零码 班级：班 学号： 姓名： 年月日
目录 目录 1.项目目的与要求 (3) 1.1项目目的3 1.2项目要求3 2.项目设计 (3) 2.1项目分析3 2.1.1 数字基带传输系统3 2.1.2 miller码4 2.1.3 CMI码4 2.1.4 双极性归零码4 2.1.5 双极性不归零码5 2.2 设计实现过程5 2.2.1 数字基带系统的实现5 2.2.2 miller码的实现5 2.2.3 CMI码的实现6 2.2.4 双极性归零码的实现6 2.2.5 双极性不归零码的实现7 2.3 实验结果及分析7 2.3.1 数字基带信号和miller码的对比：8 2.3.2 数字基带信号和CMI码的对比8 2.3.3 数字基带信号和双极性归零码的对比9 2.3.4 数字基带信号和双极性不归零码的对比10 3. 项目总结 (11) 4. 参考文献 (11)
1.项目目的与要求 1.1项目目的 1.对数字基带传输系统主要原理和技术进行研究，包括基带传输的常用码型Miller 码、CMI 码、双极性归零码、双极性不归零码。 2.建立数字基带传输系统数学模型。 3.利用Matlab 编写基于GUI 的数字基带传输码型程序。 4.对系统进行仿真、分析。 5.观察并记录信息码波形和传输码的波形，并进行分析。 1.2项目要求 1.建立数字基带传输系统数学模型。 2.利用Matlab 编写基于GUI 的数字基带传输码型程序。 3.对通信系统进行时间流上的仿真，得到仿真结果。 4.将仿真结果与理论结果进行比较、分析。 2.项目设计 2.1项目分析 2.1.1 数字基带传输系统 基带传输系统的基本组成如下图所示，它主要由信道信号形成器、信道、接受滤波器和抽样判决器。 G T (ω) C (ω)G R (ω)y (t )〔d 〕
基于GUI的数字基带传输码型仿真—采用Miller码CMI码双极性归零码双极性不归零码
基于G U I的数字基带传输码型仿真—采用 M i l l e r码C M I码双极性归零码双极性不归零 码 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
《通信原理》 CDIO项目设计总结报告 项目名称：基于GUI的数字基带传输码型仿真—采用 Miller码、CMI码、双极性归零码、双极性不 归零码 班级：班 学号： 姓名： 年月日
目录目录
1.项目目的与要求 项目目的 1.对数字基带传输系统主要原理和技术进行研究，包括基带传输的常用码型Miller码、CMI码、双极性归零码、双极性不归零码。 2.建立数字基带传输系统数学模型。 3.利用Matlab编写基于GUI的数字基带传输码型程序。 4.对系统进行仿真、分析。 5.观察并记录信息码波形和传输码的波形，并进行分析。 项目要求 1.建立数字基带传输系统数学模型。 2.利用Matlab编写基于GUI的数字基带传输码型程序。 3.对通信系统进行时间流上的仿真，得到仿真结果。 4.将仿真结果与理论结果进行比较、分析。 2.项目设计 项目分析 数字基带传输系统 基带传输系统的基本组成如下图所示，它主要由信道信号形成器、信道、接受滤波器和抽样判决器。
其中各部分的作用如下： 脉冲形成器：基带传输系统的输入是由终端设备或编码器产生的脉冲序列，脉冲形成器的作用就是形成适合信道传输的基带信号，主要是通过码型变换和波形变换来实现的，其目的是与信道匹配，便于传输，减小码间串扰，利于同步提取和抽样判决。 信道：它是允许基带信号通过的煤质。信道的传输特性通常不满足无失真传输条件，另外信道还会进入噪声。 接受滤波器：它的主要作用是滤除带外噪声，对信道特性均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。 抽样判决器：它是在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对接受滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。 miller码 密勒码又称为延迟调制码，是双相码的一种变形。编码规则如下：“1”码用码元间隔中心点出现越变来表示，即用10或01表示。“0”码有两种情况：对原始符号“0”则分成单个“0”还是连续“0”予以不同处理，单个“0”时，在码元边界处电平不跃变，在码元中间点电平也不跃变；对于连续“0”，则使连续两个“0”的边界处发生电平跃变，即“00”与“11”交替。
实验二码型变换实验
实验二码型变换实验 【实验目的】使学生了解双极性不归零码、单极性归零码、双极性归零码以及曼彻斯特码的编码原理；能够通过MATLAB产生相应的编码；比较四种编码之间的区别。 【实验器材】装有MATLAB软件的计算机一台 【实验原理】 1. 使用MATLAB 函数wave_gen 来产生代表二进制序列的波形,函数wave_gen 的格式 是： wave_gen(二进制码元,‘码型’,Rb) 此处二进制码元指的是打算编码的序列；码型可以通过help wave_gen命令进行查看； Rb 是二进制码元速率,单位为比特/秒（bps）。 2．命令help wave_gen可以查看码型的种类。 'unipolar_nrz' 'unipolar_rz' 'polar_nrz' 'polar_rz' 'bipolar_nrz' 'bipolar_rz' 'manchester' 'triangle' 'nyquist' 'duobinary' 'mod_duobinary' 其中'unipolar_nrz'为单极性不归零码；'unipolar_rz'为单极性归零码；'polar_nrz'和 'polar_rz'分别为双极性不归零码和双极性归零码；'manchester'为曼彻斯特编码； 3．waveplot(x)为波形产生函数，显示编码后的波形； 【实验内容与步骤】 1、路径设置成指向comm2文件夹； 2、产生如下的二进制序列： >> b = [1 0 1 0 1 1]; 使用Rb=1000bps 的单极性不归零码产生代表b的波形且显示波形x，填写图2-1： >> x = wave_gen(b,‘unipolar_nrz’,1000); >> waveplot(x) （2）用如下码型重复步骤（1）（提示：可以键入“help wave_gen”来获取帮助）， 并做出相应的记录： a 双极性不归零码 b 单极性归零码 c 双极性归零码 d 曼彻斯特码(manchester) 【实验现象记录】 1)输入命令：x = wave_gen(b,‘unipolar_nrz’,1000);waveplot(x); 产生的单极性不归零码 的波形，并记录； 2)输入命令：x = wave_gen(b,‘unipolar_rz’,1000); waveplot(x); 产生的单极性归零码的 波形，并记录； 3)输入命令：x = wave_gen(b,‘polar_n rz’,1000);waveplot(x); 产生的双极性不归零码的 波形，并记录； 4)输入命令：x = wave_gen(b,‘polar_rz’,1000);waveplot(x); 产生的双极性归零码的波 形，并记录； 5)输入命令：x = wave_gen(b,‘unipolar_nrz’,1000);waveplot(x); 产生的曼彻斯特编码的 波形，并记录。 【现象分析】 通过实验，对比单极性归零信号、单极性不归零信号、双极性归零信号、双极性不归零信号
通信原理通信原理报告(单极性不归零码))
数字基带信号实验 一、实验目的： 学会利用MATLAB软件对数字基带信号的仿真。通过实验提高学生实际动手 能力和编程能力，为日后从事通信工作奠定良好的基础。 二、实验内容：利用MATLAB软件编写数字基带信号程序，进一步加强对数字基 带信号的理解。 (1)单极性不归零数字基带信号 (2)双极性不归零数字基带信号 三、程序和实验结果： (1) 单极性不归零数字基带信号程序 function y=snrz(x) %±?oˉêyêμ????ê?è?μ?ò????t????′ú??±à?a?àó|μ?μ￥??D?·?1éá???ê?3? %ê?è?x?a?t??????￡?ê?3?y?a±à3?μ?μ￥??D?·?1éá??? t0=300; t=0:1/t0:length(x); for i=1:length(x) if(x(i)==1) %è?1?D??￠?a1 for j=1:t0 %?????a??ó|μ?μ??μè?1 y((i-1)*t0+j)=1; end else for j=1:t0 y((i-1)*t0+j)=0; %·′??￡?D??￠?a0￡??????a??ó|μ?μ??μè?0 end end end y=[y,x(i)];%?aá??-í?￡?×￠òaòa??yDòáD?óé?×?oóò??? M=max(y); m=min(y); subplot(2,1,1) plot(t,y);grid on; axis([0,i,m-0.1,M+0.1]); title('1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1'); (2) 双极性不归零数字基带信号 四、实验结果分析：
数字信号处理--简答题
简答题（为考虑全面性，这里写的比较详细） 1、请简述单极性非归零（NRZ）码与单极性归零（RZ）码的编码原理及各自特点。 答：单极性非归零（NRZ ）码是指在表示一个码元时，二进制符号“1”和“0” 分别对应基带信号的正电平和零电平，在整个码元持续时间内，电平保持不变，如图4-1（a）所示。 单极性NRZ 码具有如下特点： （1 ）发送能量大，有利于提高接收端信噪比； （2 ）在信道上占用频带较窄； （3 ）有直流分量，将导致信号的失真与畸变；且由于直流分量的存在，无法使用一些交流耦合的线路和设备； （4 ）不能直接提取位同步信息（稍后将通过例题予以说明）； （5 ）抗噪性能差。接收单极性NRZ 码的判决电平应取“1”码电平的一半。由于信道衰减或特性随各种因素变化时，接收波形的振幅和宽度容易变化，因而判决门限不能稳定在最佳电平，使抗噪性能变坏； （6 ）传输时需一端接地。 由于单极性NRZ 码的诸多缺点，基带数字信号传输中很少采用这种码型，它只适合极短距离传输。 单极性归零（RZ ）码是指它的有电脉冲宽度比码元宽度窄，每个脉冲都回到零电平，即还没有到一个码元终止时刻就回到零值的码型。例如在传送“l”码时发送1个宽度小于码元持续时间的归零脉冲；在传送“0”码时不发送脉冲。脉冲宽度与码元宽度之比叫占空比，如图4-1（c）所示。 单极性RZ 码与单极性NRZ 码比较，缺点是发送能量小、占用频带宽，主要优点是可以直接提取同步信号。此优点虽不意味着单极性归零码能广泛应用到信道上传输，但它却是其它码型提取同步信号需采用的一个过渡码型。即对于适合信道传输的，但不能直接提取同步信号的码型，可先变为单极性归零码，再提取同步信号。 2、简述双极性非归零码与双极性归零码编码原理与特点 答：双极性非归零（NRZ ）码是指在该编码中，“1”和“0”分别对应正、负电平，如图4-1(b)所示。其特点除与单极性NRZ 码特点（1 ）、（2 ）、（4 ）相同外，还有以下特点： （1 ）直流分量小。当二进制符号“1”、“0”等可能出现时，无直流成分； （2 ）接收端判决门限为0 ，容易设置并且稳定，因此抗干扰能力强； （3 ）可以在电缆等无接地线上传输。 双极性NRZ 码常在CCITT 的V 系列接口标准或RS-232 接口标准中使用。 双极性归零（RZ ）码的构成原理与单极性归零码相同。“1”和“0” 在传输线路上分别用正和负脉冲表示，且相邻脉冲间必有零电平区域存在，如图4-1（d）所示。 对于双极性归零码，在接收端根据接收波形归于零电平便可知道1 比特信息已接收完毕，以便准备下一比特信息的接收。所以，在发送端不必按一定的周期发送信息。可以认为正负脉冲前沿起了启动信号的作用，后沿起了终止信号的作用。因此，可以经常保持正确的比特同步。即收发之间无需特别定时，且各符号独立地构成起止方式，此方式也叫自同步方式。 双极性归零码具有双极性非归零码的抗干扰能力强及码中不含直流成分的优点，应用比较广泛。
习题3
第五章 数字信号的基带传输 补充题；已知信息代码为110010110，试画出单极性不归零码、双极性不归零码、单 极性归零码、差分码、双相码、CMI 码和密勒码。
5-1 已知信息代码为11000011000011，试画出其相应的差分码(参考码元为高电平)，AMI 码和HDB3码。 解: 5-2 已知二元信息代码为0110100001001100001分别画出AMI 码和HDB3码。
5-3 设随机二进制数字序列的“0”和“1”分别由g(t)和-g(t)组成，它们出现的概率分别为P 与1-P ，且码元速率为f S =S T 1。 (1)求其功率谱密度及功率； (2)若g(t)的波形如题5-3图(a)所示,问该序列是否存在离散分量f S ? (3)若g(t)改为题5-3图(b)所示的波形,问该序列是否存在离散分量f S ? 题5-3图 解； （1）∵“0”和“1”分别由g （t ）和-g （t ）组成 而其对应的频谱分别为G （f ）和-G （f ）故其双边功率谱为 其功率为 （2）因为矩形脉冲的频谱为 ∵τ=T S 故ωT s /2=K π时为零点 即f=Kf s 时均为零点，故该序列不存在离散分量fs 。 （3）∵τ=T S /2 故 ωTs/4=K π时为零点 即f=2Kfs 时为零点，而fS 的奇数倍时存在离散分量Fs 。 5-4 设基带传输总特性H(ω)分别如题5-4所示，若要求以2/T S 波特的速率进行 数据传输,试检验各种H(ω)是否满足消除抽样点上码间串扰的条件? (a) (b) ) ()()12()()1(4) ()()1()()()()1()(22 222212 2 21s m s s s n s s s S S D mf f mf G p f f G p p f mf f mf G p mf pG f f G f G p p f f S -?-+-=--++--=∑ ∑ ∞ -∞=∞ -∞ =δδ? ∑ ∞∞-∞-∞ =-+-=m s s s mf G p f df f G p p f p 22 22) ()12()()1(42/)2/sin()(ωτωττ ωA G =
基于GUI的数字基带传输码型仿真—采用Miller码、CMI码、双极性归零码、双极性不归零码
《通信原理》CDIO项目设计总结报告 项目名称：基于GUI的数字基带传输码型仿真—采用 Miller码、CMI码、双极性归零码、双极性不归 零码 班级：班 学号： 姓名： 年月日
目录 目录 1.项目目的与要求 ................................................................... 1.1项目目的 1.2项目要求 2.项目设计 ......................................................................... 2.1项目分析4 2.1.1 数字基带传输系统 2.1.2 miller码 2.1.3 CMI码 2.1.4 双极性归零码 2.1.5 双极性不归零码 2.2 设计实现过程 2.2.1 数字基带系统的实现 2.2.2 miller码的实现 2.2.3 CMI码的实现
2.2.4 双极性归零码的实现 2.2.5 双极性不归零码的实现 2.3 实验结果及分析 2.3.1 数字基带信号和miller码的对比： 2.3.2 数字基带信号和CMI码的对比 2.3.3 数字基带信号和双极性归零码的对比 2.3.4 数字基带信号和双极性不归零码的对比 3. 项目总结 ........................................................................ 4. 参考文献 ........................................................................ 1.项目目的与要求 1.1项目目的 1.对数字基带传输系统主要原理和技术进行研究，包括基带传输的常用码型Miller码、CMI码、双极性归零码、双极性不归零码。 2.建立数字基带传输系统数学模型。 3.利用Matlab编写基于GUI的数字基带传输码型程序。 4.对系统进行仿真、分析。 5.观察并记录信息码波形和传输码的波形，并进行分析。
双极性归零码不归零
%双极性归零码drz function y=drz(x) grid=300; x=[1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0]; t=0:1/grid:length(x); for i=1:length(x) if(x(i)==1) for j=1:grid/2 y(grid/2*(2*i-2)+j)=1; y(grid/2*(2*i-1)+j)=0; end else for j=1:grid/2 y(grid/2*(2*i-2)+j)=-1; y(grid/2*(2*i-1)+j)=0; end end end y=[y,x(i)]; M=max(y); m=min(y); plot(t,y); axis([0,i,m-0.1,M+0.1]); title('1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0'); %序列111000000001100对应的双极性归零码波形 legend('双极性归零码') xlabel('时间t/s') ylabel('幅度A') %双极性不归零码dnrz function y=dnrz(x) x=[1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0]; grid=300; t=0:1/grid:length(x); %给出相应的时间序列 for i=1:length(x) %计算码元的值 if(x(i)==1) %如果输入信息为1 for j=1:grid y((i-1)*grid+j)=1;%该码元对应的点值取1 end else for j=1:grid y((i-1)*grid+j)=-1;
单极性非归零码
单极性非归零码 一. 单极性非归零码： 单极性非归零码（ＮＲＺ）是一种与单极性归零码相似的二元码，但码脉冲之间无间隔．这是一种最常用的码型．单极性非归零码的特点是：有直流成分，因此很难在低频传输特性比较差的有线信道进行传输，并且接收单极性非归零码的判决电平一般取为１ 码电平的一半，因此在信道特性发生变化时，容易导致接收波形的振幅和宽度变化，使得判决电平不能稳定在最佳电平，从而引起噪声．此外，单极性非归零码还不能直接提取同步信号，并且传输时必须将信道一端接地，从而对传输线路有一定要求．一般由终端送来的单极性非归零码要通过码型变换变成适合信道传输的码型． 二. 设计原理： 1.单极性非归零码：用电平1来表示二元信息中的“1”，用电平0来表示二元信息中的“0”，电平在整个码元时间里不变，记作NRZ 码。它的占空比为100%。单极性归零码：他与单极性非归零码不同处在于输入二元信息为1时，给出的码元前半时间为1，后半时间为0，输入0则完全相同。它的占空比为50%。双极性非归零码：他与单极性非归零码类似，区别仅在于双极性使用电平-1来表示信息0。它的占空比为100%。双极性归零码：此种码型比较特殊，它使用前半时间1，后半时间0来表示信息1；采用前半时间-1，后半时间0来表示信息0。因此它具有三个电平。 2.均值与自相关函数的分析 假设数字基带信号为某种标准波形g(t)在周期Ts 内传出去，则数字基带信号可用： )()(nTs t g a t S n -=∑∞ ∞ 来表示，本题中g(t)为矩形波。n a 是基带信号在一个周期内 的幅度值。 n a 组成的离散随机过程的自相关函数为：)()(k n n a a E k R += 3.均值与自相关函数的分析 均值计算公式为：n n a a E a E ==][][ k n n k n n a a a a E k R ++==}{)( 4.概率分布分析
不归零码NRZ码
不归零编码NRZ 信号电平的一次反转代表1，电平不变化表示0，并且在表示完一个码元后，电压不需回到0 不归零制编码是效率最高的编码 缺点是存在发送方和接收方的同步问题 单极性不归零码,无电压(也就是元电流)用来表示"0",而恒定的正电压用来表示"1"。每一个码元时间的中间点是采样时间,判决门限为半幅度电平(即0.5)。也就是说接收信号的值在0.5与1.0之间,就判为"1"码,如果在O与0.5之间就判为"0"码。每秒钟发送的二进制码元数称为"码速"。 双极性不归零码,"1"码和"0"码都有电流,但是"1"码是正电流,"0"码是负电流,正和负的幅度相等,故称为双极性码。此时的判决门限为零电平,接收端使用零判决器或正负判决器,接收信号的值若在零电平以上为正,判为"1"码;若在零 电平以下为负,判为"0"码。 以上两种编码,都是在一个码元的全部时间内发出或不发出电流(单极性), 以及发出正电流或负电流(双极性)。每一位编码占用了全部码元的宽度,故这两种编码都属于全宽码,也称作不归零码NRZ (Non Return Zero)。如果重复发送"1"码,势必要连续发送正电流;如果重复发送"0"码,势必要连续不送电流或连续发送负电流,这样使某一位码元与其下一位码元之间没有间隙,不易区分识别。归零码可以改善这种状况。 NRZ与NRZI编码解释 RZ 编码（Return-to-zero Code），即归零编码。 在 RZ 编码中，正电平代表逻辑 1，负电平代表逻辑 0，并且，每传输完一位数据，信号返回到零电平，也就是说，信号线上会出现 3 种电平：正电平、负电平、零电平：
从图上就可以看出来，因为每位传输之后都要归零，所以接受者只要在信号归零后采样即可，这样就不在需要单独的时钟信号。实际上，RZ 编码就是相当于把时钟信号用归零编码在了数据之内。这样的信号也叫做自同步（self-clocking）信号。 这样虽然省了时钟数据线，但是还是有缺点的，因为在 RZ 编码中，大部分的数据带宽，都用来传输“归零”而浪费掉了。 那么，我们去掉这个归零步骤，NRZ 编码（Non-return-to-zero Code）就出现了，和 RZ 的区别就是 NRZ 是不需要归零的： 这样，浪费的带宽又回来了，不过又丧失宝贵的自同步特性了，貌似我们又回到了原点，其实这个问题也是可以解决的，不过待会儿再讲，先看看什么是 NRZI： NRZI 编码（Non-Return-to-Zero Inverted Code）和 NRZ 的区别就是 NRZI 用信号的翻转代表一个逻辑，信号保持不变代表另外一个逻辑。 USB 传输的编码就是 NRZI 格式，在 USB 中，电平翻转代表逻辑 0，电平不变代表逻辑1： 翻转的信号本身可以作为一种通知机制，而且可以看到，即使把 NRZI 的波形完全翻转，所代表的数据序列还是一样的，对于像 USB 这种通过差分线来传输的信号尤其方便~
教学资源 27线路码型：单双极性NRZ-RZ码 电子教案
线路码型：单/双极性NRZ码 单/双极性RZ码 一、教学目标： 理解数字基带信号的常用码型：单极性NRZ码；双极性NRZ码； 单极性RZ码；双极性RZ码 掌握以上4种线路码型的特点 对应基带信号，会画以上4种线路码型的波形图 二、教学重点、难点： 单/双极性NRZ码、单/双极性RZ码的波形区别 三、教学过程设计： 1.单极性不归零码 这种信号脉冲的零电平和正电平分别对应着二进制代码0和1，其特点是极性单一，有直流分量，脉冲之间无间隔。 位同步信息包含在电平的转换之中，当出现连0序列时没有位同步信息。2.双极性不归零码 脉冲的正、负电平分别对应于二进制代码1、0，当0、1符号等可能出现时无直流分量。 这样，恢复信号的判决电平为零值，因而不受信道特性变化的影响，抗干扰能力也较强。 3.单极性归零码 有电脉冲宽度小于码元宽度，每个有电脉冲在小于码元长度内总要回到零电平所以称为归零波形。 单极性归零波形可以直接提取定时信息。 4.双极性归零码 每个码元内的脉冲都回到零点平，即相邻脉冲之间必定留有零电位的间隔。
有利于同步脉冲的提取。 5.举例练习 给定基带信号序列，让学生练习画出单/双极性NRZ码、单/双极性RZ码的对应波形，提醒注意位对齐，可以分组练习、组间竞赛。 6.学生思考问题 简单的二电平码所存在的问题？ 1）在随机码流中容易出现长串连“1”或连“0”码，可能造成位同步信息丢失，难以提取定时信息，或产生较大定时误差。 2）不能实现在线（不中断业务）的误码检测，不利于长途通信系统的维护。 3）在码流中出现“1”和“0”的个数是随机变化的，从而直流分量也会随机波动（基线漂移），给光接收机的判决带来困难。 四、课后作业或思考题： 1、画出给定数字基带信号的单/双极性NRZ码、单/双极性RZ码的对应波形。 五、本节小结： 对本节内容进行小结
(完整版)通信原理期末考试复习题及答案
通信原理期末考试复习题及答案 一、填空题 1. 数字通信系统的有效性用 衡量，可靠性用 衡量。 2. 模拟信号是指信号的参量可 取值的信号，数字信号是指信号的参量可 取值的信号。 3. 广义平均随机过程的数学期望、方差与 无关，自相关函数只与 有关。 4. 一个均值为零方差为2n σ的窄带平稳高斯过程，其包络的一维分布服从 分布，相 位的一维分布服从 分布。 5. 当无信号时，加性噪声是否存在？ 乘性噪声是否存在？ 。 6. 信道容量是指： ，香农公式可表示为：2e 。 7. 设调制信号为f （t ）载波为 ，则抑制载波双边带调幅信号的时域表达式为 t t f c ωcos )(，频域表达式为)]()([2 1 c c F F ωωωω-++。 8. 对最高频率为f H 的调制信号m （t ）分别进行AM 、DSB 、SSB 调制，相应已调信号的带宽分别为 2f H 、 2f H 、 f H 。 9. 设系统带宽为W ，则该系统无码间干扰时最高传码率为 波特。 10. PSK 是用码元载波的 来传输信息，DSP 是用前后码元载波的 来传输信息，它可克服PSK 的相位模糊缺点。 11. 在数字通信中，产生误码的因素有两个：一是由传输特性不良引起的 ，二是传输中叠加的 。 12. 非均匀量化的对数压缩特性采用折线近似时，A 律对数压缩特性采用 折线近似，μ律对数压缩特性采用 折线近似。 13. 通信系统的两个主要性能指标是 和 。 14. 时分复用中，将低次群合并成高次群的过程称为 ；反之，将高次群分解为低次群的过程称为 。 15. 设输入码元波形为s (t )，其持续时间0~T s ，其频谱函数为S (f )，若选择抽样时刻
归零码与非极性归零码原理与程序
设计原理： 1.单极性非归零码：用电平1来表示二元信息中的“1”，用电平0来表示二元信息中的“0”，电平在整个码元时间里不变，记作NRZ 码。它的占空比为100%。单极性归零码：他与单极性非归零码不同处在于输入二元信息为1时，给出的码元前半时间为1，后半时间为0，输入0则完全相同。它的占空比为50%。双极性非归零码：他与单极性非归零码类似，区别仅在于双极性使用电平-1来表示信息0。它的占空比为100%。双极性归零码：此种码型比较特殊，它使用前半时间1，后半时间0来表示信息1；采用前半时间-1，后半时间0来表示信息0。因此它具有三个电平。 2.均值与自相关函数的分析 假设数字基带信号为某种标准波形g(t)在周期Ts 内传出去，则数字基带信号可用： )()(nTs t g a t S n -=∑∞ ∞ 来表示，本题中g(t)为矩形波。n a 是基带信号在一个周期内 的幅度值。 n a 组成的离散随机过程的自相关函数为：)()(k n n a a E k R += 3.均值与自相关函数的分析 均值计算公式为：n n a a E a E ==][][ k n n k n n a a a a E k R ++==}{)( 4.概率分布分析 单极性非归零码：a=0, ?; a=1, 1/2. 单极性归零码：a=0， ?; a=1, ?. 双极性非归零码：a=-1， ?; a=1, ?. 双极性归零码： a=0， ?; a=1, ?; a=-1, ?. 主程序： snr=[0,0.5;1,0.5]; sr=[0,0.75;1,0.25]; dnr=[1,0.5;-1,0.5]; dr=[1,0.25;-1,0.25;0,0.5]; jidaigailv(snr) jidaigailv(sr) jidaigailv(dnr) jidaigailv(dr) 调用程序： function Y=jidaigonglvpu(x) E=0;R0=0;Rk=0; for i=1:length(x) E=E+x(i,1)*x(i,2); R0=R0+x(i,1)*x(i,1)*x(i,2); end Rk=E*E;
双极性归零码不归零
function y=drz(x) grid=300; x=[1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0]; t=0:1/grid:length(x); for i=1:length(x) if(x(i)==1) for j=1:grid/2 y(grid/2*(2*i-2)+j)=1; y(grid/2*(2*i-1)+j)=0; end else for j=1:grid/2 y(grid/2*(2*i-2)+j)=-1; y(grid/2*(2*i-1)+j)=0; end end end y=[y,x(i)]; M=max(y); m=min(y); plot(t,y); axis([0,i,,M+]); title('1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0'); %序列00对应的双极性归零码波形 legend('双极性归零码') xlabel('时间t/s') ylabel('幅度A') %双极性不归零码dnrz function y=dnrz(x) x=[1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0]; grid=300; t=0:1/grid:length(x); %给出相应的时间序列 for i=1:length(x) %计算码元的值 if(x(i)==1) %如果输入信息为1 for j=1:grid y((i-1)*grid+j)=1;%该码元对应的点值取1 end else for j=1:grid y((i-1)*grid+j)=-1; end;end;end;
y=[y,x(i)]; M=max(y) ; m=min(y); plot(t,y); axis([0,i,,M+]); title('1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0'); %序列00对应的双极性不归零码波形 legend('双极性不归零码') xlabel('时间t/s') ylabel('幅度A')
双极性码
双极性码,什么是双极性码 数字信号可以直接采用基带传输,所谓基带就是指基本频带。基带传输就是在线路中直接传送数字信号的电脉冲,这是一种最简单的传输方式,近距离通信的局域网都采用基带传输。 基带传输时,需要解决数字数据的数字信号表示以及收发两端之间的信号同步问题。对于传输数字信号来说,最简单最常用的方法是用不同的电压电平来表示两个二进制数字,也即数字信号由矩形脉冲组成。按数字编码方式，可以划分为单极性码和双极性码，单极性码使用正（或负）的电压表示数据；双极性码是三进制码，1为反转，0为保持零电平。根据信号是否归零，还可以划分为归零码和非归零码，归零码码元中间的信号回归到0电平，而非归零码遇1电平翻转，零时不变。常见的几种基本的数字信号脉冲编码方案如下： 单极性不归零码,无电压(也就是元电流)用来表示"0",而恒定的正电压用来表示"1"。每一个码元时间的中间点是采样时间,判决门限为半幅度电平(即0.5)。也就是说接收信号的值在0.5与1.0之间,就判为"1"码,如果在O与0.5之间就判为"0"码。每秒钟发送的二进制码元数称为"码速"。 双极性不归零码,"1"码和"0"码都有电流,但是"1"码是正电流,"0"码是负电流,正和负的幅度相等,故称为双极性码。此时的判决门限为零电平,接收端使用零判决器或正负判决器,接收信号的值若在零电平以上为正,判为"1"码;若在零电平以下为负,判为"0"码。 以上两种编码,都是在一个码元的全部时间内发出或不发出电流(单极性),以及发出正电流或负电流(双极性)。每一位编码占用了全部码元的宽度,故这两种编码都属于全宽码,也称作不归零码NRZ (Non Return Zero)。如果重复发送"1"码,势必要连续发送正电流;如果重复发送"0"码,势必要连续不送电流或连续发送负电流,这样使某一位码元与其下一位码元之间没有间隙,不易区分识别。归零码可以改善这种状况。
数字基带系统-单双极性码
数字基带系统-单双极性码
成绩 西安邮电大学 《通信原理》软件仿真实验报告 实验名称：数字基带系统 院系：通信与信息工程学院 专业班级：通工 学生姓名： 学号：（班内序号）03 指导教师： 报告日期：2013年9月2日
●实验目的： 1、熟悉仿真环境； 2、掌握数字基带信号的常用波形与功率谱密度； 3*、掌握奈奎斯特第一准则与码间干扰的消除； 4*、掌握眼图及其性能参数。 ●仿真设计电路及系统参数设置 时间参数：No.of Samples = 4096；Sample Rate = 2000Hz 1、单、双极性不归零码； Rate = 100Hz；双极性码Amp = 1V； 单极性码Amp = 1V，Offset = 10V； 2、单、双极性归零码； 用于采样的矩形脉冲序列幅度1V，频率100Hz； 脉宽0.005s（占空比50%）； 3、单极性不归零码调整占空比； 用于采样的矩形脉冲序列幅值1V，频率100Hz; 脉宽0.002s（占空比20%）； 4、奈奎斯特第一准则与码间干扰的实验； Rate = 100Hz，Amp = 10V的双极性不归零码； FIR低通滤波器，其参数设置如下： 通带增益0dB，阻带增益-40dB； 归一化最低截止频率10Hz/2000Hz = 0.005； 归一化最高截止频率190Hz/2000Hz = 0.095； 高斯白噪声：Density in 1 ohm = 0.001W/Hz；（大噪声）
Density in 1 ohm = 0.001W/Hz；（小噪声）时间参数如下： Start = 0.2s，Length = 0.7s； ●仿真波形及实验分析： 1、单极性不归零码波形及频谱图： 2、单极性归零码波形及频谱图：
单、双级性信号误码率分析
数字信号传输 ——单级性、双极性信号误码率的判断 实验目的： 1.学习掌握数字信号序列的单级性、双极性码编码； 2.掌握信号信噪比（BER）及误码率（SNR）的计算，判断分析其关系，了解抗干扰 能力与信噪比的关系。 3.会用Matlab绘制单级性、双极性信号，能计算其通过加性噪声信道后的信噪比。 绘制误码率——信噪比图。 实验要求： 1.产生两组数字信号序列，要求分别为单级性、双极性信号（归零或非归零均可）。 让其通过一个有加性高斯白噪声的信道，计算判断其信噪比的大小，并比较那种信号的抗干扰性能强。 2.绘制单级性、双极性信号的误码率——信噪比图，观察分析数字信号的误码率BER 和信噪比SNR之间的关系。 实验内容： 一、数字基带信号的常见码型 ⑴码型知识 通信的任务是准确迅速地传递信息。信源信号经过信源编码之后成为离散的二进制数字信号。我们用一些离散的波形来代替这些数字信号。这些离散的信号可以直接进行传输，或者调制到载波上进行传输。这样就形成了两种最基本的数字信号的传输方式：基带传输和频带传输。 由于未经调制的电脉冲信号所占有的频带通常从直流到低频开始，因而成为数字基带信号。在数字传输系统中，其传输对象主要是二元数字信号。 首先，简单介绍一下单级性码和双极性码。 单极性码：用一种电平以及零电平分别表示“1”和“0”码。 双极性码：用正－负电平分别表示“1”和“0”码。 而最简单的二元码中基带信号的波形为矩形，幅度取值只有两种电平。通常的二元码有如下几种： 1.单级性非归零码（NRZ（L）） 属于非归零码NRZ（Not Return Zero code）在整个码元期间电平保持不变。在这种编码中用高电平和低电平（通常为零电平）分别表示二进制信息“1”、“0”。 2.双极性非归零码 也同单级性非归零码相同的是在整个码元期间电平保持不变，但它用 正电平，负电平分别表示“1”，“0”. 3.单级性归零码（RZ(L)） 归零码RZ（Return Zero code ）在整个码元期间高电平只维持一段时间，其余时间返回零电平。单级性归零码与单级性非归零码不同，发送“1”时在整个码元期间高电平只持续一段时间，在码元其余时间内则返回零电平。 另外，还有一种双极性归零码，它的幅度取值有三种：-1、0、1，所以将它归于三元码进行讨论。
现代通信原理课程实验报告单极性和双极性NRZ信噪
现代通信原理课程 设计报告 设计题目：单极性和双极性NRZ信噪 比和误比特率的关系特性专业班级：信处 姓名： 指导教师：陈爱萍老师 设计时间：2011.11.28
单极性和双极性NRZ 的信噪比与误比特率关系特性 一、设计任务与要求 利用Matlab 作图比较单极性NRZ 和双极性NRZ 的信噪比与误比特率关系特性，并计算当要求基带传输系统的误码率为10-6时所需要的信噪比。 二、设计任务分析 首先分析下二元码有如下： 单级性非归零码（NRZ （L ））属于非归零码NRZ （Not Return Zero code ）在整个码元期间电平保持不变。在这种编码中用高电平和低电平（通常为零电平）分别表示二进制 信息“1”、“0”。 双极性非归零码也同单级性非归零码相同的是在整个码元期间电平保持不变，但它用正电平，负电平分别表示“1”，“0”. 对于单极性NRZ 码，设对应0和1信息时其幅度分别为0和A ，无码间干 扰时，接收滤波器的输出信号 或 。若接收 判决门限为d ，即若 ，判定信号幅度为A ；若 判定信号幅度为0。 当发送信号为0时，叠加高斯噪声后接收波形幅度的概率密度函数为： 发送信号为1时，叠加高斯噪声后的接收波形幅度的概率密度函数为： 若噪声幅度过大，就会造成接收端的误判，误判概率为 总误判概率为 ，通常 ，采用 作为判决电平是最佳的，此时的误比特率为 ，噪声功率 为 ，所以有： 。 流程图： () 2 2 20()r p r σ-= () () 2 2 21()r A p r σ--= () () 2 2 21d r A b p dr σ---∞ = ? 0011 b b b p p p p p =+0112p p ==2A 2 2 1x b d p dx Q σσ+∞ -?? = = ??? ?22S A =22N σ=b p Q =S b p Q =()()r KT A n KT =+()()r KT n KT =r d >r d <