[工学]6-数字基带传输系统64-67.ppt

★原始信号ak为二进制信号，仅有两个状态0，1； 注意 ★经过预编码之后bk仍为二进制信号，仅有两个状态0，1； ★但是经过系统传输ck 却有3个状态-2，0，2。 {an} ＝ 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 … {bn} ＝ 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 … {cn} ＝ 0 0 -2 -2 0 2 2 0 0 2 2 0 0 2 … {an} ＝ 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 … 预编码 →相关编码 →模2判决 原理方框图 * 第6章 数字基带传输系统 北京工商大学 计算机与信息工程学院 电子信息系 6.3 数字基带信号传输与码间串扰 6.3.1数字基带信号传输系统的组成 接 收 滤波器 抽 样 判决器 信道信号 形成器 信道 基带脉冲 基带脉冲 输入 输出 同步 提取 噪声 压缩输入信号频带，把传输码变换成适宜于信道传输的基带信号波形 信道的传输特性一般不满足无失真传输条件，因此会引起传输波形的失真。 信道中会引入噪声n(t)，并假设它是均值为零的高斯白噪声 用来接收信号，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 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 用同步提取电路从接收信号中提取定时脉冲 输入信号 传输的波形 信道输出 位定时脉冲 接收滤波输出 码型变换后 错误码元 恢复的信息 码间串扰 误码原因 码间串扰 信道加性噪声 码间串扰原因：系统传输总特性不理想，导致前后码元的波形畸变并使前面波形出现很长的拖尾，从而对当前码元的判决造成干扰。 6.3.2 数字基带信号传输的定量分析 设输入信号为： 单极性： 双极性： 发送滤波器输出： 发送滤波器的传输特性 总传输特性： 单位冲激响应： 接收滤波器输出信号： 抽样判决： 信号 码间干扰 噪声 接收信号示意图 判决规则： 6.4 无码间串扰的基带传输特性 6.4.1 消除码间串扰的基本思想 an是随机变化的，所以只能要求： 消除码间串扰的基本思想 6.4.2 无码间串扰的条件 时域条件 若对h(t)在时刻t = kTs（这里假设信道和接收滤波器所造成的延迟t0 = 0）抽样，应有下式成立： 无码间串扰的基带系统冲激响应除t=0时取值不为零外，其他抽样时刻t=kTs上的抽样值均为零。 频域条件 把上式的积分区间用分段积分求和代替，每段长为2?/Ts 变量代换： 当? = (2 i ?1)?/Ts时，??= ??/Ts， 当上式右边一致收敛时，求和与积分的次序可以互换， 奈奎斯特第一准则 频域条件的物理意义 6.4.3 无码间串扰的传输特性的设计 理想低通滤波器特性 输入数据以1/Ts波特的码元速率进行传送,则在抽样时刻无码间干扰. 理想低通滤波器带宽： 该系统传输数据的最高码元速率： 频带利用率： 存在问题： （1）理想的低通滤波器无法实现； （2）即使获得相当逼近的理想低通滤波器的特性，其h(t)的衰减振荡幅度较大，在定时不准（抽样时刻出现偏差）时，仍然会出现码间串扰。 余弦滚降特性 奈奎斯特带宽 超出奈奎斯特带宽的扩展量 0＜α＜1时 带宽：B=(1+α)/2Ts（Hz）， 升余弦滚降系统传输特性 升余弦滚降系统冲激响应 三角传输特性 BN =π/Tb(rad/s) =fb/2(Hz)。 奈奎斯特带宽： 6.5 基带传输系统的抗噪声性能 分析模型 一维概率密度函数： 分析条件:无码间串扰 噪声的瞬时取值nR (kTs) 6.5.1 二进制双极性基带系统 接收滤波器的输出信号： 若二进制基带信号为双极性，设它在抽样时刻的电平取值为+A或-A（分别对应与信码“1”或“0” ）。 x(t)在抽样时刻的取值为： 当发送“1”时，A+nR(kTs)是均值为A，方差为σn 的高斯过程。 一维概率密度函数： 当发送“0”时，-A+nR(kTs)是均值为－A，方差为σn 的高斯过程。 一维概率密度函数： 判决门限 发“1”错判为“0”的概率P(0/1) 发“0”错判为“1”的概率P(1/0) 最佳判决电平 采用单极性码型传输时的误码率为： 当P(1)=P(0)=1/2时， 单极性信号 6.6 眼图 观察眼图的方法 用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端, 然后调整示波器水平扫描周期, 使其与接收码