稳态波功率谱分析：数字基带信号的传输与干扰处理

本章节深入探讨了稳态波 \( v(t) \) 的功率谱密度与数字信号的基带传输，这是一个关键概念在通信工程中的应用。首先，稳态波 \( v(t) \) 是随机序列 \( S(t) \) 的一阶统计平均，通常表现为周期函数，可以通过傅立叶级数进行表达。在数字信号处理中，基带传输指的是未经调制的脉冲数字信号直接在信道中传输的方式。 章节5集中于介绍数字基带信号的基础，包括常见的码型和其功率谱特性。基带信号的码型是数字信号的表示形式，决定了信号的结构和编码方式。主要讨论了基本的码型，如单极性非归零码（UNRZ），其特点是每个脉冲宽度等于码元周期，表示1时有脉冲，表示0时没有，而且脉冲不回到0点，体现了非归零编码的特点。 此外，还介绍了单极性归零码（URZ），虽然同样是单极性，但其脉冲宽度小于码元周期，使得每个码元结束后返回到0点，这有助于减少码间干扰（ISI）。码间干扰是基带传输系统中一个重要的问题，它可能由信号的前后码元相互影响引起，影响数据的准确接收。为了克服这个问题，章节介绍了均衡原理，这是一种通过调整接收端滤波器特性来抵消ISI的方法。 部分响应原理和眼图原理也是用来分析和优化基带传输系统性能的关键工具。部分响应系统强调的是信号的局部响应，而眼图则直观地展示了接收端信号质量，包括信号的清晰度和稳定性。基带传输系统的抗噪声性能则是衡量其在信噪比较差环境下仍能可靠传输数据的能力。 章节最后提到了几种常见的码型，如双极性归零码、双极性非归零码、差分码、AMI码（交替标记反转码）和HDB3码（三阶高密度双极性码），以及成对选择三进制码。作业题要求学生能够理解和绘制这些不同码型的波形，以便深入理解和实践这些概念。 总结来说，本章节内容涵盖了数字基带信号的理论基础，从基本的码型定义、功率谱特性到实际传输系统中的关键问题和解决方案，对于理解和设计高效的基带传输系统具有重要意义。