更新时间：2023-01-26 15:24
在某些具有低通特性的有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下，基带信号可以不经过载波调制而直接进行传输，这样的传输系统，称为数字基带传输系统。
原理上数字信息可以表示成一个数字代码序列。例如，计算机中的信息是以约定的二进制代码“0”和“1”的形式存储。但是，在实际传输中，为了匹配信道的特性以获得令人满意的传输效果，需要选择不同的传输波形来表示“0”和“1”。
在实际的基带传输系统中，并不是所有的基带波形都适合在信道中传输。例如，含有丰富直流和低频分量的单极性基带波形就不适合在低频传输特性差的信道中传输，因为这有可能造成信号严重畸变。又如，当消息代码中包含长串的连续“1”或“0”符号时，非归零波形呈现出连续的固定电平，因而无法获取定时信息。单极性归零码在传送连“0”时也存在同样的问题。因此，对传输用的基带信号主要有以下两个方面的要求：
（1）对代码的要求：原始消息代码必须编成适合于传输用的码型；
（2）对所选码型的电波要求：电波形应适合于基带系统的传输。
前者属于传输码型的选择，后者是基带脉冲的选择。这是两个既独立又有联系的问题。[1]
如图1所示，是一个典型的数字基带信号传输系统方框图。它主要由发送滤波器（信号成形器）、信道、接收滤波器和抽样判决器组成。为了保证系统可靠有序地工作，还应有同步系统。
图中各方框的功能和信号传输的物理过程简述如下：
（1）信道信号形成器（发送滤波器）。它的功能是产生适合于信道传输的基带信号波形。因为其输入一般是经过码型编码产生的传输码，相应的基本波形通常是矩形脉冲，其频谱很宽，不利于传输。发送滤波器用于压缩输入信号频带，把传输码变成适宜于信道传输的基带信号波形。
（2）信道。是允许基带信号通过的媒质，通常为有线信道，如双绞线、同轴电缆等。信道的传输特性一般不满足无失真传输条件，因此也会引起传输波形的失真。另外信道还会引入噪声n(t)，并假设它是均值为零的高斯白噪声。
（3）接收滤波器。它用来接收信号，尽可能滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。
（4）抽样判决器。则是在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由定位时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，以恢复或再生基带信号。
（5）定时脉冲和同步提取。用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接收信号中提取，位定时的准确与否将直接影响判决效果。
1.传输码的码型选择原则
传输码（或称线路码）的结构将取决于实际信道特性和系统工作的条件。在选择传输码型时，一般应考虑以下原则：
（1）不含直流，且低频分量尽量少；
（2）应含有丰富的定时信息，以便于从接收码流中提取定时信号；
（3）功率谱主瓣宽度窄，以节省传输频带；
（4）不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息源的变化；
（5）具有内在的检错能力，即码型应具有一定规律性，以便利用这一规律性进行宏观监测；
（6）编译码简单，以降低通信延时和成本。
2.几种常用的传输码型
（1）AMI码
AMI（Alternative Mark Inversion）码的全称是传号交替反转码，其编码规则是将消息码的“1”（传号）交替地变换为“+1”和“-1”，而“0”（空号）保持不变。例如：
消息码：0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1…
AMI码：0 -1 +1 0 0 0 0 0 0 0 -1 +1 0 0 -1 +1…
AMI码对应的波形是具有正、负、零三种电平的脉冲序列。它可以看成是单极性波形的变形，即“0”仍对应零电平，而“1”交替对应正、负电平。
AMI码的优点是：没有直流成分，且高、低频分量少，能量集中在频率1/2码速处；编码电路简单，且可利用传号交替极性交替这一规律观察误码情况；如果是AMI-RZ波形，接收后只要全波整流，就可以变为单极性RZ波形，从中可以提取位定时分量。
AMI码的缺点是：当原信码出现长连“0”串时，信号的电平长时间不跳变，造成提取定时信号的困难。解决连“0”码问题的有效方法之一是采用HDB3码。
（2）HDB3码
HDB3码的全称是三阶高密度双极性码。它是AMI码的一种改进型，改进目的是为了保持AMI码的优点而克服其缺点，使连“0”个数不超过3个。其编码规则是：
a.检查消息码中“0”个数。当连“0”数目小于等于3时，HDB3码与AMI码一样，+1与-1交替；
b.当连“0”数目超过3时，将每4个连“0”化作一小节，定义为B00V，称为破坏节，其中V称为破坏脉冲，而B称为调节脉冲；
c.V与前一个相邻的非“0”脉冲的极性相同（这破坏了极性交替的规则，所以V称为迫脉冲），并且要求相邻的V码之间极性必须交替。V的取值为+1或-1；
d.B的取值可选0、+1或-1，以使V同时满足c中的两个要求；
e.V码后面的传号极性也要交替。例如：
消息码：1000 0 1000 0 1 1000 0 000 0 1 1
AMI码：-1000 0 +1000 0 -1 +1000 0 000 0 -1 +1
HDB3码：-1 000 -V +1 000 +V -1 +1 –B00 –V +B00 +V -1 +1
其中的+V、-V脉冲和+B、-B脉冲与+1、-1脉冲波形相同，用V或B符号表示的目的是为了示意该非“0”码是由原信码的“0”变换而来的。
HDB3码除了具有AMI码的优点外，同时还将连“0”限制在三个以内，使得接收时能保证定时信息的提取。
上述的AMI码、HDB3码中，每位二进制信码都被变换成一位三电平取值（+1,、0、-1）的码，因此也称为1B1T码。
（3）双相码
双相码又称曼彻斯特码。它用一个周期的正负对称方波表示“0”，而用其反相波形表示“1”。编码规则之一是：“0”码用“01”两位码表示，“1”码用“10”两位码表示，例如：
消息码：1 1 0 0 1 0 1
双相码：10 10 01 01 10 01 10
双相码是一种双极性非归零波形，只有极性相反的两个电平。它在每个码元间隔的中心点都存在电平跳变，所以含有丰富的位定时信息，且没有直流分量，编码过程也简单。缺点是占用带宽加倍，使频带利用率降低。
双相码适用于数据终端设备近距离上传输，局域网常采用该码作为传输码型。
（4）差分双相码
为了解决双相码因极性反转而引起的译码错误，可以采用差分码的概念。差分码中，每个码元中间的电平跳变用于同步，而每个码元的开始处是否存在额外的跳变用来确定信码。有跳变则表示二进制“1”，无跳变则表示二进制“0”。
（5）密勒码
密勒码又称延迟调制码，它是双相码的一种变形。它的编码规则如下：“1”码用码元中心点出现跃变来表示，即用“10”或“01”表示。“0”码有两种情况：单个“0”时，在码元持续时间内不出现电平跃变，且与相邻码元的边界处也不跃变，连“0”时，在两个“0”码的边界处出现电平跃变，即“00”与“11”交替。
（6）CMI码
CMI码是传号反转码的简称，与双相码类似，它也是一种双极性二电平码。其编码规则是：“1”码交替用“11”和“00”两位码表示；“0”码固定地用“01”表示。
CMI码易于实现，含有丰富的定时信息。此外，由于10为禁用码组，不会出现三个以上的连码，这个规律可用来宏观检错。
（7）块编码
为了提高线路编码性能，需要某种冗余来确保码型的同步和检错能力。引入块编码可以在某种程度上达到这两个目的。块编码的形式有nBmB码，nBmT码等。
nBmB码，它把原信息码流的n位二进制码分为一组，并置换成m位二进制码的新码组，其中m>n。这种码提供了良好的同步和检错功能，但是也会为此付出一定的代价，即所需的带宽随之增加。
nBmT码是将n个二进制码变换成m个三进制码的新码组，且m