數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)1

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1、1、實際信道的條件(1)頻帶受限----乘性干擾經(jīng)頻帶受限信道傳輸?shù)男盘?頻域受限；時域無限信道的帶寬受限導(dǎo)致前后碼元的波形產(chǎn)生畸變和展寬。這樣，前面碼元的波形會出現(xiàn)很長的拖尾，蔓延到當(dāng)前碼元的抽樣時刻，對當(dāng)前碼元的判決造成干擾。這種碼元之間的相互干擾稱為碼間串?dāng)_或符號間串?dāng)_。碼間串?dāng)_過大時，接收信號出錯６.３基帶脈沖傳輸與碼間干擾6–11碼間串?dāng)_示意圖(2)信道噪聲----加性干擾經(jīng)有噪聲信道傳輸?shù)男盘枺盘柕姆仁艿礁蓴_噪聲幅度過大時，接收信號出錯2．基帶傳輸系統(tǒng)的設(shè)計目標①無碼間串?dāng)_波形②噪聲的影響減到足夠小的程度碼間串?dāng)_

2、，信道噪聲產(chǎn)生的機理不同；分別進行討論信道信號形成器（發(fā)送濾波器）：壓縮輸入信號頻帶，把傳輸碼變換成適宜于信道傳輸?shù)幕鶐盘柌ㄐ巍Ｐ诺溃盒诺赖膫鬏斕匦砸话悴粷M足無失真?zhèn)鬏敆l件，因此會引起傳輸波形的失真。另外信道還會引入噪聲n(t)，并假設(shè)它是均值為零的高斯白噪聲。3.基帶信號傳輸系統(tǒng)的典型模型接收濾波器：它用來接收信號，濾除信道噪聲和其他干擾，對信道特性進行均衡，使輸出的基帶波形有利于抽樣判決。抽樣判決器：對接收濾波器的輸出波形進行抽樣判決，以恢復(fù)或再生基帶信號。同步提?。河猛教崛‰娐窂慕邮招盘栔刑崛《〞r脈沖；同步信號的準確與

3、否直接影響判決效果。第6章數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)基帶系統(tǒng)的各點波形示意圖輸入信號碼型變換后傳輸?shù)牟ㄐ涡诺垒敵鼋邮諡V波輸出位定時脈沖恢復(fù)的信息錯誤碼元5數(shù)字基帶信號傳輸?shù)亩糠治鰯?shù)字基帶信號傳輸模型假設(shè)：{an}－發(fā)送濾波器的輸入符號序列，取值為0、1或-1，+1。d(t)－對應(yīng)的基帶信號3、基帶脈沖傳輸和碼間干擾接收波形r(t)，在第k個接收基本波形在kTs+t0抽樣時刻上的取值：碼間干擾和隨機干擾對第k個接收基本波形在kTs+t0抽樣時刻上的取值而言，除第k個以外的所有基本波形在該時刻上的取值總和（代數(shù)和）∑anh(kTs+t0-n

4、Ts)，稱為對第k個接收波形的碼間干擾值。而噪聲n(t)在其上產(chǎn)生的疊加值nR(kTs+t0)稱為隨機干擾（或隨機噪聲）。６.４無碼間干擾的基帶傳輸特性若要獲得性能良好的基帶傳輸系統(tǒng)，則必須使碼間干擾和噪聲的綜合影響足夠小，使系統(tǒng)總的誤碼率達到規(guī)定要求。碼間干擾的大小取決于an和系統(tǒng)輸出波形gR(t)在抽樣時刻上的取值。an是以某種概率隨機取值的。而gR(t)僅依賴于發(fā)送濾波器至接收濾波器的傳輸特性H(ω)。H(ω)=GT(ω)C(ω)GR(ω)暫先不考慮噪聲的影響，而僅從抗碼間干擾的角度來研究基帶傳輸特性。圖5–8基帶傳輸系統(tǒng)

5、的分析模型假定輸入基帶信號的基本脈沖為單位沖擊δ(t)，這樣發(fā)送濾波器的輸入信號可以表示為1、基帶傳輸系統(tǒng)的數(shù)學(xué)分析圖理想的傳輸波形2、無碼間干擾的傳輸條件(1)基帶信號經(jīng)過傳輸后在抽樣點上無碼間串?dāng)_，也即瞬時抽樣值應(yīng)滿足：令k′=n-k，并考慮到k′也為整數(shù)，可用k表示，(2)h(t)尾部衰減快。從理論上講，以上兩條可以通過合理地選擇信號的波形和信道的特性達到。下面從研究理想基帶傳輸系統(tǒng)出發(fā)，得出奈奎斯特第一定理及無碼間串?dāng)_傳輸?shù)念l域特性H(ω)滿足的條件。無碼間串?dāng)_的基帶系統(tǒng)沖激響應(yīng)應(yīng)滿足下式:奈奎斯特第一準則：其物理意義

6、為：把傳遞函數(shù)分段平移到區(qū)間內(nèi)，將它們疊加起來，疊加的結(jié)果為一常數(shù)。等效低通特性無碼間串?dāng)_的傳輸條件：一個實際的傳遞函數(shù)特性若能等效成一個理想（矩形）低通濾波器，則可實現(xiàn)無碼間串?dāng)_。無碼間串?dāng)_的傳輸特性設(shè)計1.理想低通信號如果成形網(wǎng)絡(luò)滿足：，即為理想低通，相應(yīng)地，其時域響應(yīng)為：，參見下述波形圖。頻域傳遞函數(shù)時域沖激響應(yīng)碼元頻帶利用率：說明傳輸系統(tǒng)帶寬與碼元速率間的關(guān)系，定義為：單位為Bd/Hz，即單位頻帶的碼元傳輸速率。對理想低通，若碼元速率為1/T，所需帶寬為1/2T，通常，我們稱1/2T為奈奎斯特帶寬，T為奈奎斯特間隔。理想

7、低通信號又稱為具有最窄頻帶的無串?dāng)_波形。碼元頻帶利用率最大值為B=1/2T信息頻帶利用率定義：單位為bit/（s?Hz）。二進制基帶傳輸?shù)男畔㈩l帶利用率所能達到的最大值：2bit/（s?Hz）若碼元序列為M進制碼元，則頻帶利用率最大值為：2log2Mbit/（s?Hz）。頻帶利用率頻帶利用率定義為單位頻帶內(nèi)的碼元傳輸速率。頻帶利用率越高，則系統(tǒng)的有效性就越好。具有理想低通型傳輸函數(shù)的基帶系統(tǒng)，無碼間干擾傳輸?shù)念l帶利用率達到最大值2B/Hz。理想矩形特性的物理實現(xiàn)極為困難；理想的沖激響應(yīng)h(t)的“尾巴”很長，衰減很慢，當(dāng)存在定時

8、偏差時，可能出現(xiàn)嚴重的碼間串?dāng)_；解決辦法：為適當(dāng)放寬頻帶，將理想矩形截止邊際修正為一個圓滑的滾降形狀；理想低通在實際應(yīng)用中存在兩個問題升余弦滾降傳輸特性滾降系數(shù)定義為α=W2/W1圖6-17不同α值的頻譜與波形當(dāng)α=0，無“滾降”，即為理想基帶傳輸系統(tǒng)，“尾巴”