第14讲 基带传输系统的抗噪声性能、眼图.pptVIP

通信原理电子教案 广东海洋大学信息学院 2012年10月 《通信原理》电子教案 授课班级：通信1103班、通信1104班 授课教师：广东海洋大学信息学院 梁能 5.7.1 分析模型及识别点信号特征 作业： P178习题6-18 。 * 第1章 绪论 通信原理 * 第5章 数字基带传输系统 通信原理 5.7 无码间干扰基带系统的抗噪性能 假设：系统已设计理想：无码间干扰。 讨论：这样的系统叠加噪声后的抗噪性能－－即在无码间干扰时，由于加性高斯噪声造成的错误判断的概率。 识别点信号：双极性基带信号在识别点的电平峰值为±A ； 识别点噪声： 噪声n(t)：平稳、高斯、白噪声。均值为0，n0/2。 因GR(t)是线性的，故识别点噪声nR(t)为：平稳、高斯、均值为0，但非白。且 功率谱密度： 方差： 模型： 识别点总输入： nR(t)瞬时值的一维概率密度函数可表述为： 抽样： 判决：设判决门限为Vd，则 ，判为“1”码； ，判为“0”码。 存在两种错判：P(0/1)、 P(1/0) －－阴影面积。 5.7.2 抗噪声性能分析 （2）发“0”错判为“1”的概率P(1/0)： （1）发“1”错判为“0”的概率P(0/1)： 基带传输系统总的误码率可表示为： 在A和 一定的条件下，可以找到一个使误码率最小的判决门限电平，这个门限电平称为最佳门限电平。令 当P(1) = P(0) = 1/2 时 可得 －－由图的阴影面积也可见。 这时，基带信号系统总的误码率为： 适用条件：双极性、最佳判决门限电平下，基带传输系统总的误码率表示式。（最佳门限时，无须等概。） 单极性信号时： 当P(1) = P(0) = 1/2 时： 最佳门限电平为： 误码率 讨论： （1）在基带信号峰值相等、噪声均方根值也相同时，单极性基带系统的抗噪性能不如双极性基带系统。 （2）在误码率相同条件下，单极性基带系统需要的信噪功率比要比双极性高3dB。 （3）在发送“1”、“0”码等概情况下，单极性基带系统的最佳判决门限电平随信道特性发生变化。 因此，数字基带系统多采用双极性信号进行传输。 问： 1) 若P(1)＞P(0)时，Vd*如何选取？ 小。 2) 若发的波形为单极性时，Vd*如何选取？ 答： 等概时 误码率（等概时） 单极性 3) 若A 、σn 一定时，问Pe双 、Pe单谁大？ 答：Pe双＜Pe单 一个实际的基带传输系统，要使其传输特性符合完全理想的情况是困难的，甚至是不可能的。 码间干扰与发送滤波器、信道特性、接收滤波器特性等因素有关，计算由于这些因素所引起的误码率非常困难，尤其在信道特性不能完全确定的情况下，甚至得不到一种合适的定量分析方法。 在码间干扰和噪声同时存在的情况下，系统性能的定量分析，就是想得到一个近似的结果都是非常繁杂的。 本节介绍一种能够用实验手段方便地估计系统特性的方法。 5.8 眼图－－一种实验方法。 观察眼图的方法：调整示波器扫描周期，使 To=Tb 这时示波器屏幕上看到的图形像人的眼睛，故称为“眼图”。 5.8.1 眼图的概念 眼图是指利用实验的方法估计和改善（通过调整）传输系统性能时在示波器上观察到的一种图形。 从“眼图”上可以观察出码间串扰和噪声的影响，从而估计系统优劣程度。 5.8.2 眼图形成原理及模型 1. 无噪声时的眼图 眼图的“眼睛”张开的大小反映着码间串扰的强弱： ●“眼睛”张的越大，且眼图越端正，表示码间串扰越小； ●反之表示码间串扰越大。 2. 存在噪声时的眼图 当存在噪声时，观察到的眼图的线迹会变得模糊不清。若同时存在码间串扰，“眼睛”将张开得更小。与无码间串扰时的眼图相比，原来清晰端正的细线迹，变成了比较模糊的带状线，而且不很端正。 ●噪声越大，线迹越宽，越模糊； ●码间串扰越大，眼图越不端正。 3. 眼图的模型 （1）最佳抽样时刻在“眼睛”张最大的时刻。 （2）对定时误差的灵敏度可由眼图斜边的斜率决定。 （3）在抽样时刻上，眼图上下两分支阴影区的垂直高度，表示最大信号畸变。 （4）眼图中横轴位置应对应判决门限电平。 （5）各相应电平的噪声容限。 （6）倾斜分支与横轴相交的区域的大小，表示零点位置的变动范围。 5.9 时域均衡原理 5.9.1 均衡的概念 ●实际的基带传输系统不可能完全满足无码干传输条件，当串扰严重时，必须对系统的传输函数进行校正，使其达到或接近无码间串扰要求的特性。 ●理论和实践表明，在基带系统中插入一种可调（或不可调）滤波器就可以补偿整个系统的幅频和相频特性，从而减小码间串扰的影响。这个对系统校正的过程称为均衡，实现均