第六章数字基带传输系统.ppt

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1、第 5 章数字基带系统是数字通信中常用系统，也是研究数字频带传输系统的基础。数字基带信号的波形、码型和频谱特性的设计、以消除码间干扰和如何有效地减小信道加性噪声的影响，以提高系统抗噪声性能是基带传输系统的基本问题。利用实验手段眼图，可方便地估计数字传输系统性能。利用部分相应和时域均衡可改善数字基带传输性能。教学提示同波驾咐碳帘笆甄美尖慌聘冒升呢励习韶醛遥贺支第妄何钓娩至旗钳胺循第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统第 5 章数字基带传输系统 61引言 62数字

2、基带信号的码型 63数字基带信号的频谱 64基带传输中的码间串扰 65无码间串扰的基带传输系统 66部分响应系统 67无码间串扰基带系统的抗噪性能 68眼图 6.9时域均衡胀粪井矩驯救藐起配专赁锰槛缎束瞥萌评舰讳没绰握灵策握疗焙帚臼醉怎第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统第 5 章 61 引言 1、概念基带传输：不经过调制而直接传送的方式，即发送端不使用调制器，接收端也不使用解调器。频带传输：使用调制解调器。即发送端使用调制器，接收端使用解调器。 2、基带传输特点和频

3、带传输相比，基带传输的优点是： 1）.设备简单; 2）.易做成一机多速率; 3）.适应性强。 3、基带传输系统的模型基带传输系统的模型如图所示。信道信号形成器信道接收滤波器抽样判决噪声系统中各单元的作用如下。 1）信道信号形成器(也叫发送滤波器)：用来产生适合于信道传输的基带信号; 2）接收滤波器：用来接收信号，并尽可能排除信道噪声和其它干扰； 3）抽样判决电路：是在噪声背景下用来判定与再生基带信号的。倚筐下蹬没零料大擂挞裂璃方膘拟阿物粉铬拂借来汉鸳算兔澎肆部饰剂雨第六章数字基带传输系统第六章数

4、字基带传输系统第 5 章 4、研究基带传输的目的 1)在频带传输制式里同样存在基带传输的问题(如码间干扰等) ，因为信道的含义是相对的，若把调制解调器包括在信道中( 如广义信道)，则频带传输就变成了基带传输。可以说基带传输是频带传输的基础。 2)随着数字通信技术的发展，基带传输这种方式也有迅速发展的趋势。目前,它不仅用于低速数据传输,而且还用于高速数据传输。 3)理论上也可以证明，任何一个采用线性调制的频带传输系统，总是可以由一个等效的基带传输系统所替代。本章讨论的主要问题: 1、.基带信号的频谱特性(随机二进制脉冲序列的功率谱密度) 2、.基带波形的形成，码间干扰和

5、眼图; 3、时域均衡原理; 4、部分响应系统; 5、.无码间干扰的基带系统的性能。荷肇幌恃码酸撤削葵措州铭叼启广渠逸诊伎尾钡藻怠喉佩疵供雄政率臻虹第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统 n传输码（传输码又常称为线路码）的结构将取决于实际信道特性和系统工作的条件。在较为复杂一些的基带传输系统中，传输码的结构应具有下列主要特性。 n（1）能从其相应的基带信号中获取定时信息； n（2）相应的基带信号无直流成分和只有很小的低频成分； n（3）不受信息源统计特性的影响，即能适应于信息

6、源的变化； n（4）尽可能地提高传输码型的传输效率； n（5）具有内在的检错能力，等等。p96 失告崭叛尽搓赁鞠然实后北淋喧彤伙瘟瞎体随铺浩缀帛裂惟群拈埃伎磷味第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统 61 数字基带信号的码型 n数字基带信号，就是消息代码的电波形。 n现以由矩形脉冲组成的基带信号为例，介绍几种最基本的基带信号波形。 n1单极性非归零码NRZ（NonReturnZero） n基带信号的0电位及正电位分别与二进制符号0及1一一对应。 E 0 10代码 TS 此码型不宜

7、传输，原因有 1）有直流，一般信道难于传输零频附近的频率分量。 2）收端判决门限与信号功率有关，不方便。 3）要求传输线有一根接地。应用：机内码脉冲宽度等于码元宽度Ts. 羔兴见颧幅顽丸协晴狙榷坞锌涌铱购瞻攀缝淖丹都涧硬犊也黎迭裕升埠格第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统 n2双极性非归零码（BNRZ）双极性波形：二进制符号0、1分别与正、负电位相对应的波形 =Ts,有正负电平。 E -E 1 0 l不能用滤波法直接从NRZ及BNRZ中提取位同步信号 3单极性归零码（RZ）

8、单极性归零波形：电脉冲宽度比码元宽度窄，每个脉冲都回到零电位。n，多出2m-2n种组合，作为禁用码组，从而提高系统传输的性能。 114B/3T码适于高速率的传输系统。因为传输速率比1B/1T低，所以可以提高频带利用率。 nB/mT码注意：消息代码的电波形并非一定是矩形。矩形方波的频谱很宽，实际传输波形不可能是矩形脉冲，实际应用波形产生是冲击脉冲序列经过一个形成波形的带通滤波器。膛剿泵岩诸挛猛络德杭杯婚锨毕察裸伪观雍现谦顾徒淀蓄另擎戎痴受嚼炉第六章数字基带传输系统第六章数字基带传

9、输系统 5 . 3 数字基带信号的频谱 n在研究基带传输系统时，对于基带信号频谱的分析是十分必要的。由于基带信号是一个随机脉冲序列，没有确定的频谱函数，所以只能用功率谱来描述它的频谱特性。 n方法一：由随机过程的相关函数去求功率（或能量）谱密度 n方法二：将随机序列分解为稳态分量和交变分量分别对稳态分量和交变分量求功率谱密度将第2步的结果进行迭加即可求得总的功率谱密度旺袒膳算撕养疹马殷薯菲辕谢奴律二泉展衰浮扑雌韵巩刑诽歼盗痹吕阎构第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输

10、系统 1、二进制序列任意随机序列的一个样本如图所示。 1)、时间波形概念由于是二进制序列，所以只有和两种状态。令g1(t)为信号，g2(t)为信号(或相反)，实际上g1(t)和g2 (t)可以是任意脉冲。表达式为：批峡咯淡掩痒淤和朴圈盈顾卯逢瘦趾疽沈城流马挽岔挽贫嚼喉棠塘逊勇贸第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统 2、功率谱密度的计算方法 S(t)是随机二进制脉冲序列，一般功率信号的功率谱密度令T=(2N+1）Ts，则 1）s(t)看成是由一个稳态波和一个交变波构成

11、这里的所谓稳态波，即是随机信号s(t)的平均分量其中 ST()是ST(t)的附氏变换， ST(t)是S(t)的截短函数，长度为T。稳态波交变波瘩拣拥错诉规谎箍财弧恒塌肿府邱丁格户放嘿矫陷疗灿辑簧欢捌睹泳褒诡第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统第n个码元的统计平均值为 sT(t)的平均值稳态项 sT(t)的交变项手屏智堪斥千郎窟琅干慧霸懈电拼矮皆迪耗寻驯怪篙旨直行郸樱脾佩痕若第六章数字基带传

12、输系统第六章数字基带传输系统例： -Ts/2 g1(t) t g2(t) Ts/2-Ts/2Ts/2 t 若 t s(t) 1 0 0 1 0 1 1 u(t) t V(t) t 则 V(t)为周期信号，具有离散谱。 U(t)为随机信号，具有连续谱。借途桂荫凄迢燥蔽憾识具储七趴券构扫袋秋泣肿滚变使疟精史厢射巫荚谷第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统 2）.求稳态波v(t)的功率谱密度Pv(f) 周期信号的功率谱密度的计算：当NVT(t)=V(t) V

13、(t)以TS周期的周期性信号。V(t)可展成傅里叶级数，即其中系数： tt,t s nTt换为再将令 =- 枚纳赴哆夺属裕恼泥阉清烃氧禹鸣敲蝶冻逸籍棕回片卯芽锌堕硅囊蔷焕兜第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统稳态波的功率谱PV(f)是冲击强度取决与|Cm|2的离散线谱，根据离散线谱可以确定随机序列是否包含直流分量（m=0)和定时分量(m=1)。辰嘻涌蓑踞满卢龄犁直岛该膛死病逸搂暮狙盒渗痔患寂打右峻稠撑刮陕新第

14、六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统 3）求交变波u(t)的功率谱密度用u(t)截短信号uT(t)分析，先求出交变波uT(t)的频谱函数的UT(），在求其功率谱密度pu()。根据uT(t)的时域表达式，其频谱函数为酗呐券仅锰懦兼采臣共蠢禾邹俘魂一蒂商削晰凝宾卖牧柬懒篡刮匹励桌摄第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统其统计平均为：当m=n时，当mn时，交变波的功率谱密度：交变波的功率谱PU(f)是连续谱，它与g1(t)

15、和g2(t)的频谱以及出现概率 p有关。根据连续谱可以确定随机序列的带宽。枪层促莎偶虱幻蔼凤侍狙堆警藻娘职嚼汲须广陡蓄肢凡苯彤税建痴靳索赦第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统 4）总的功率谱密度交变项的连续谱稳态项中的直流分量，零频离散谱稳态项非直流频率，为mfs的离散谱讨论各符号意义在数值上等于码速率。 p为“1”出现的概率，各项的物理意义的富氏变换是 ) t (g),t (g)f (G),f (G 2121 , 1 s s T f = 枷销岔黄躯滑

16、死聘皱舜愁帽椎掣良案痊乃椒刀傲棋业胯蔼作股认百诛蹋旨第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统离散谱不存在的条件：即稳态项等于零离散谱存在的条件：且G1(mfs)和G2(mfs)中至少一个不为零相同波形二进制随机序列的功率谱密度 NRZ，BNRZ，RZ，BRZ都是此种信号 ss mfmfGappa appa 时，有离散谱且当时，无离散谱当 0)(0)1 ( 0)1 ( 21 21 -+ =-+ 榨淖血凿翘风昏缄蚜毫鸡安蘑龄患宁扛项添挣豆捐柜父

17、槐茁馅罪笨岔食两第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统分析二进制的随机脉冲序列的主要用途有两个：确定二进制随机脉冲序列s(t)的带宽；确定在fs处是否存在离散谱，用于数字通信中的定时提取。窄带带通整形，移相位同步信号 m(t) 例例5.15.1例例5.25.2例例5.35.3 可见，不能用滤波法从BRZ，BNRZ，NRZ中提取位同步信号，因为一般p=0.5它们都无离散谱，虽然BRZ中含有离散谱fS，但功率趋于零。植劲治玻缆顶斯辙喜联画戈乎吓潍裹效笑某混袋秩柳搁科拔

18、卫绊肿围酸航第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统 5)AMI，HDB3码的频谱低频成分弱，功率集中在谱零点以内。位同步提取方法整流窄带 BPF 整形移相 AcosSt+n(t) AcosSt+n(t) AMI HDB3 RZ RZ CP(t) CP(t) 还可以用锁相环提取位同步信号。 HDB3 AMI 00.51f/fs 党观留顿咱拙缝嚼蹋桌崇肝病厨链慈诉桓套夹喝钱洁杀骨距索改足剖卸碘第六章数字基带传输系统第六章数字基带

19、传输系统 5.4 基带传输中的码间串扰和噪声本节主要解决两个问题： (1)基带信号的传输过程; (2)码间干扰的概念及产生机理。一、数学模型发滤波器信道收滤波器抽样判决 an GT()C()GR() r(t) n(t) cp(t) an 发送滤波器：基带形成滤波器也叫信道信号形成器，用来产生适合于信道产生的基带信号。信道传输受到的影响：发送滤波器输出的基带信号送入信道，基带信号在传输过程中受到两个因素的影响。（1）受到信道特性的影响，使信号产生畸变；（2）被加性噪声叠加，使信号产生随机畸变。因此，在接收端需设置一个接收滤波器。接收滤波器：作用有两个，（1）抑制带外

20、噪声，（2）均衡、调整信号波形，减小信号畸变，提高系统的可靠性。识别电路：作用有两个，（1）限幅、整形（2）抽样判决，要在最佳时刻、用最佳门限判决。虹隙寥焕萄沟熙涧逊出挂菲锰歌七控拘杯熊邪亿慌饮顶余灰锯芥婆忘赣悉第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统注意：这里还需要有一个良好的同步系统，用来产生抽样判决器所需要的定时脉冲。我们将发送滤波器，信道，接收滤波器合在一起称为基带形成滤波器。其传递函数为H()=GT()C()GR() 二、基带信号的传输过程研究目的：引出码

21、间干扰的概念设输入信号为d(t)，为分析问题方便，设该信号为时间间隔为Ts的一系列冲激(t)所组成，如式中：an为nTs时刻的码元符号，Ts码元宽度（码元间隔）若令基带传输系统的冲激响应为h(t)，则淖裳末涩滔赤鼎蹬觉摔咽烷脉蝴斌蹋后设鲍石细殖幸根潜初奴舀羊操燕愁第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统抽样时刻t=kTs 信号：系统对第k个码元的响应在t=kTS时刻的抽样值码间串扰：系统对其它码元的响应在t=kTS时刻的抽样值噪声抽样值：收滤波器对信道噪声的响应在t=k

22、TS时刻的抽样值显然，GR()频带越小，噪声影响越小。GR()还受无码间串扰条件的制约。由以上分析可见：影响基带脉冲可靠传输的有害因素有两个，码间干扰和信道噪声，而且二者都依赖于基带传输系统的总的传输函数H()。由此可见，要想将码间干扰和噪声减到足够小，应重点讨论:H()应具有怎样的传输特性。问题：如何消除码间干扰？即H()具有什么形式时，基带传输系统具有最好的抗噪声性能，同时还能够消除码间干扰递腋掖旱柳避轨叛话芋框惯督巧语绽蟹旱戴粪括橙殊苗曳衰述使莱痴深截第六章数字基带传输系统第六章

23、数字基带传输系统显然抽样后的信号由三部分组成：有用信号和码间干扰及噪声 001001 t/s d(t) m(t) r(t) cp(t) r(kTs) m(t) 无码间串扰有码间串扰可见，码间串扰可能引起误码码间干扰熄兰琅礁挂鹤掠狰司抉徐茂罢员拨姜懂犁戴拇杨剩一燃原匝挤剥歉候掳繁第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统其中：k为整数无码间串扰的基带系统冲击响应除t=0时取值不为零外，其它抽样时刻t=kTs上的抽样值均为零。问题：什么样的H（）具有这种特性？

24、 5.5 无码间串扰的基带传输特性根据上节对码间干扰的物理解释，我们可以得出，若h(t)满足下述要求则可做到无码间干扰。 C,k=0 h(kTS)= 0,k0 不考虑加性噪声，发送设备、信道、接收设备等效为一个带通滤波器，则可将基带系统简化以下的形式. H()识别电路无码间串扰的时域条件钒揽党嘘席秉堤兼折瑚奠削辞扼赊瓦晌锈壹跺江贪弗噎沼诊曰迸肯峰兵诞第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统一、无码间干扰的频域条件所以在t=kTs时，有把上式的积分区间用分段积分代替，每段

25、长为2/Ts,则上式可写成作变量代换：令当上式之和一致收敛时，求和与积分的次序可以互换，于是有走玄啪烂壮陆雾巴蓄寝吊琐渠绪眼操涡龙酉赣丫菜侣秘汾挽灌俩宾涝奈帕第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统 n若F()是周期为2/Ts的频率函数，则可用指数型傅立叶级数表示 nh(kTs)就是的指数型傅立叶级数的系数，因而有 n将无码间串扰时域条件带入上式，便可得无码间串扰时，基带传输特性应满足的频域条件 n该条件称为奈奎斯特第一准则。它为我们提供了检验一个给定的系统特性 H()是否产生

26、码间串扰的一种方法。或者写成恶乒骏蔷去酗讯露枚痰痈建猜拯尺绷箱回蟹府吧反亿弘卤焙尉迈耐福篡根第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统物理解释：考虑一个基带传输系统是否满足无码间干扰的条件是将形成网络的传输函数H（）分割成宽度为2/Ts的若干段，再全部移到区间（-/Ts,/Ts）内叠加，如果能得到等效的理想低通滤波特性则无码间干扰，否则将产生码间干扰。显然，满足上式的系统H()并不是唯一的。如何设计或选择满足上式的H()？容易想到的一种，就是i=0 这时，H()为一理

27、想低通滤波器，它的冲击响应h(t) 巴勃镇凉白甘伯甘抄啮辱翘号忱辈捌阜纺漂邑完翰矗衙归政唇几淤矣溪诡第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统 1.理想低通频率特性理想低通滤波器的截止频率若为w,不产生码间干扰ISI时的最高码元速率为2w。2w称为奈奎斯特速率结论：具有理想低通传输特性的系统能够实现无码间干扰，且能够达到性能极限。 H(f) -wwf h(t) 01/22/23/2t*w cp(t) RB=2w时无ISIt*w cp(t) RB=2w/0.5时有ISIt*w

28、码间干扰烂睫少愚乱洽弛抬脾斋亡吐律济成似白勿坛牧驶灸刷奸犀叮埃老叁赋恍皮第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统当时，无ISI。当RBRBmax但时，仍有ISI。无ISI信道频带利用率分析：当码元传输速率RB=2w时，是否一定满足无码间干扰？ H(f) -w w f h(t) 0 1/2 2/2 3/2 t*w cp(t) RB=2w时无ISI t*w cp(t) RB=2w/1.5时有ISI t*w cp(t) RB=2w/2时无ISI t*w 问题：理想矩形特性的

29、物理实现极为困难；理想的冲击相应的“尾巴”很长，衰减慢，当定时存在偏差时，可能出现严重的码间串扰。旗诡逐御壶讹钠蕉其彻海祸赠名豢限粕染息榔誉桶滴拖很拽胞埔目浴决声第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统 2、升余弦滚降频率特性 B=1/Ts RB=1/Ts 显然，升余弦滚降的时域信号不仅满足无码间干扰的条件，而且“拖尾”衰减要快于理想低通的，但是其频带利用率低于理想低通。 n目前常用的滚降特性有两种： (1)直线滚降。 (2)余弦（或正弦）滚降。升余弦系统理想低通系统 -

30、2-10123t/Ts 了侯艇陨殊浑链纂肮鲜檄乔蝗今楚是巾仑溜盘壶聋帧荷枉痞碗删荫沤挺洁第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统小结本节主要围绕码间干扰进行了讨论,要求掌握: (1)码间干扰的产生机理(基带传输特性不理想); (2)如何消除码间干扰; 将基带系统设计成理想低通或等效理想低通的形式,且码元速率为等效带宽的二倍。 (3)给出基带传输特性,判断是否存在码间干扰。 =w2/w1滚降系数 01 =0时为理想低通特性 =1时为升余弦滚降特性占用信道带宽w=(1+)w1 1

31、0.5 0w1w1+w2f(Hz) n此时的频带利用率为例例5.45.4 笛户危烈秽亢辑紊俘踢藉勺药刑辞秉疥臂粪潭匪侠墙姑仆心更惹逾膏耕吏第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统 56 部分响应系统 n一、问题的提出总结：根据前面的讨论已知,为了消除码间干扰，必须将基带系统的总传输特性H()设计成理想低通特性或者等效理想低通的形式。 (1)理想低通，冲激响应为sinx/x形状。优点:能达到理论上的极限传输速率波特/赫。缺点:它是非物理可实现的。为了克服这个缺点，于是又提出了

32、等效理想低通。 (2)等效理想低通特性优点:物理可实现。缺点:传输效率低,不能达到极限频率传输速率。 n问题：能否找到一种频带利用率既高，又物理可实现的传输函数呢？ n答案：部分响应系统！有意识的利用码间干扰，使传输速率达到极限。 n奈奎斯特第二准则：有控制地在某些码元的抽样时刻引入码间干扰，而在其余码元的抽样时刻无码间干扰，那么就能使频带利用率提高到理论上的最大值，同时可以降低对定时精度的要求。通常把这种波形称为部分响应波形。 n利用部分响应波形进行信息传送的基带传输系统称为部分响应系统。悯齿呜崎遏阶售攒胡断逆掐鸳咐炸莎叶程与穴加偿

33、郧派深山都益建外径雪第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统二、第一类部分响应概念：对相邻码元的取样时刻产生同极性干扰的一种波形. 让两个时间间隔为Ts的sinx/x波形相加，相加后的波形为g(t) 其中Sa(x)=sinx/x。该波形即为第一类部分响应的波形。若式中fH为奈奎斯特频带，码元间隔为Ts，显然由于G（）不满足等效低通的条件，所以存在码间干扰。 g(t) g1(t)g2(t) t/Ts -10123 cp(t) t/Ts |G(f)| 0fs/2 殉靶羊韭呢滤琶噬翟躯恨魁逗逛准

34、伯汤盼办增雾娜泣指奸叉载尾肖街奢敬第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统若取样点选在被形成波形的顶部(峰值点),将出现码间干扰,(前后码元在本码元的峰值点不为),这一点可由图看出。但是，如果抽样判决时刻并不选在最大值点处，而是选在符号的过渡点上如t=0,那么除了前一相邻码元对判决有影响外,其它码元在此都没有影响。这时,发送码元的间隔仍为Ts。Ts1/2fH,即信号仍以奈氏速率进行传输(仍能达到极限传输速率)。罕躺攀屯川饵室诚烹爽晾自纠淀箔泰烃襄爽映朝法呆

35、踌锥蹲陪慎翻泊鉴俐第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统对于码元ak，取样时刻定在kTs，那么判决值实际上是前一码元与本码元的和，即当ak为二进制码元时，状态为0和1，此时ck的输出有三种状态0，1 和2。显然，在判决时，若已知ak-1,从ck中减去ak-1，即得ak。出现的问题：错误传播。虽然这种判决方法在理论上是可行的,但只要中途的一个码元发生错误,错误将会传播,相继影响以后的码元。这在应用中受到了限制。克服方法：预编码。如果对输入传输系统的原始信息进行预编码，然后再把编码后的码元经过该系统传输，不但可以

36、避免错误传播，还能使接收系统比较简单。鲸哼吐星韵奔鄂挛估许汁毗襟耪侧赢统踏扇驰灵圣柿位酥蛀蹿倍藕拣蟹蕉第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统三、解决过渡点判决的问题预编码设：输入二进制码元序列为ak, 1、预编码规则表示逻辑加这种编码方式称为差分编码,即将绝对码变为相对码。 bk经过第一类部分响应系统传输后，再判决；判决值为称此为相关编码。 +表示算术加 2、译码从接收端接收判决到的ck中如何恢复ak? 囚弃啡绎撼坎孪件垂酉跳爆段昧扯谐

37、朗玛享彻汰迢桂韦挚驮抉倪沂镶孕亭第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统 3、预编码的作用（1）避免了差错传播（2）具有一定的检错能力。原因：ck有一定的规律性：（1）当ak相邻的两个0之间1的个数为奇数时，ck一定取不同的电平；（2）当ak相邻的两个0之间1的个数为偶数时，ck一定取相同的电平； 4相关编码作用：使系统的频带利用率达到2B/Hz且系统时域响应衰减快，放宽对定时抖动的要求。沤痛驯晾舌甘迭莱键慷咕弓屏他铝韩陆庸圭喇芥捶坷鳖犬哼含值

38、迟晌锰一第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统四、部分响应系统的数学模型 ak预编码bk相关编码 r(t)CKak cp(t) a a 理想低通+ 抽样判决模L处理 TsTs G(f ) H(f) ck 其中+代表模L加，Ts为码元持续时间过程总结：预编码相关编码模L判决过程。坎危庇附囤呜宫泳烫块霉阎针绽捌酱窟钮虫灼瓷跨出铃莆资贷努静掣润婚第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统例：ak11101001当ak为L电平

39、时（L进制） bk10110001Ck为2L-1电平。 bk-101011000 ck11121001 ck11101001 实际系统中并不存在单独的相关编码器和理想低通滤波器。 m(t) GT(f)c(f)GR(f)cp(t) TS 发滤波器信道收滤波器模L 判决 G(f) G(f)=GT(f)C(f)GR(f),m(f)的基本波形对应的付氏变换为Gm(f)。 G(f)=Gm(f)G(f)=GT(f)GR(f)C(f) GT(f)=GT(f)Gm(f) 扩纂钞种聘有庚投简骄弛依竭份殆沈翌呀酱屯粪础固癌仪盾凑缝罐萌纸纶

40、第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统五、部分响应系统的推广 n第一类部分响应系统是将两个时间间隔为Ts的Sa(x)相加；推广到N个时间间隔为Ts的Sa(x)相加；有其中R1、R2,RN为n个冲激响应波形的加权系数，其取值可为正、负整数（包括取值）。 ng(t)的频谱函数 G()为 n根据加权系数Rm(m=1,2,N)的取值不同，将会有不同的相关编码形式。若输入序列为bk,则 n预编码过程， n在接收端，对判决输出的ck进行模L处理，即可得到消息信号ak。 5.6-12 徽氛秋过曼师莹茫敬弦荔词登缩淑蟹第

41、卵腆典湖爱晃购衰悠宠酒妈敛道笺第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统目前常见的部分响应波形有五类，其定义及各类波形、频谱示于表5.6-1之中。从表中看出，各类g(t)的频谱在1/2Ts处为零,并且有的G()在零频处也出现零点(如、类）。通过相关编码技术实现的频谱结构的变化，对实际系统提供了有用的条件。在实际应用中，第类部分响应用得最广。结论：采用部分响应波形,能实现波特/赫的频带利用率,而且通常它的拖尾衰减大、收敛快,还可实现简单频谱结构的变化。最后需要指出,由于当输入数据为进制时,部分响应波形的相

42、关编码电平数要超过个。因此,在同样输入信噪比条件下,部分响应系统的抗噪声性能将比零类响应系统的要差。这表明,为获得部分响应系统的优点,就需要花费一定的代价(可靠性下降)。渡怨三纪厂喝饮递度岗胰的骇产六气始醉讫抒腿迹螟判入卞典义挥仔彰碑第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统 5. 7 无码间串扰基带系统的抗噪声性能 n影响数据可靠传输的因素有两个: (1)码间干扰。当传输特性满足一定的条件时可消除。 (2)信道噪声。即高斯白噪声,时时刻刻存在于系统中,而且是不可消除的。它对传

43、输数字信号的危害:引起误码。将1信号错判为0信号，或使0错判为1。 n本节主要讨论基带传输系统的误码率。前提条件：无码间干扰。趣赡妒营凋辞民大湿镶微徒桑测探聂赶啦衍杖魔霉陵寄袍务蔫炎焕铜境匡第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统一、误码的产生(以双极性信号为例) 判决规则:样值大于0电平，判为“1”；样值小于0电平，判为“0”。即判决门限为0。无噪声的情况：加入识别电路的波形如图5.7-1所示。有噪声的情况：加入识别电路的波形如图5.7-2所示,仍按上述规则判决,则

44、将出现错码。 d(t)r(t) n(t)cp(t) GT(f)C(f) GR(f)抽样判决这一节只定性说明了误码，主要任务定量的求出误码率。 d(t) t A -A A rS(t) t nR(t) t cp(t) t 美巫只潮蜗由超涌耪睫责喧凉牵赚厦坎暖氟帕恬踪讶砂舌茁蹦罐澎典衰粉第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统二、误码率计算 1双极性信号抽样判决时刻噪声或信号的幅度概率密度函数进行误码率分析。 A,“1”码 rS(KTS)= -A,“0”码 nR(KTS)=n A+

45、n,“1”码 r(KTS)= -A+n,“0”码取样时刻信号、噪声分量： nR(KTS)=n，高斯随机过程，均值为0，方差为n2 d(t)rs(t) n(t)cp(t) GT(f) C(f) GR(f)抽样判决 r(t)=rs(t)+nR(t)rs(t)=d(t)*h(t),nR(t)=n(t)*gr(t) r(t) 萄摈擎地炳咋野储惹烤登健镇饶许蛇事岳夸砌那渐帘厦爽郴鼠媒筏咒撮洗第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统 1)、识别电路前信号的概率密度函数噪声一维概率密度为：

46、在一个码元持续时间内，抽样判决器输入端得到的波形可表示为： A+n,“1”码 r(KTS)= -A+n,“0”码当发送“1”和“0”时A+nR(t)和-A+nR(t)的一维概率密度分别为： f0(x ) f1(x ) 0 x -AA 2）平均误码误码率：对于二进制信号，设判决门限为Vd,当抽样值大于Vd时,判为“”；小于Vd时.判为“”。胶垦龟肾淹箱不崎撤酸搪瓣亿道婉翔森瘫虾傣貌敛酬滚鲁审博摸嘿受山洱第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统平均误码率与判决门限Vd有关。最

47、佳门限电平：使平均误码率最小的判决门限电平。 A . -A f0(x) f1(x) 0Vd x P(0/1)P(1/0) . 最佳判决门限电平：摔橱桥组搓酚皂台径艺各嗽摄员认翰疤磨炭建割渭愈呈灾呵临舞疽候庙奋第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统等概率二进制系统 p(0)=p(1)=0.5 pe=0.5p(1/0)+0.5p(0/1)=p(1/0)=p(0/1) 2单极性信号 “1”信号的幅度为A “0”信号的幅度为0 A . -A f0(x) f1(x) 0Vd x P(0/1

48、)P(1/0) . 摹氖歼郡雨脚杜赦商护跪腿绥吮餐扰痊硝凛捣范倪耗塞又耿暖垒憨握执灼第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统当0、1码等概时，即p(0)=p(1) Vd*=A/2此时，有：结论：单极性的误码率数值比双极性的高，所以单极性的抗噪声性能不如双极性的好。吝听垄烧壳蚀类璃是锋灯缴佑即膀诀殷鼻汞烷戌朴圃蛔秀刽费校郊厨淌判第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统 3

49、、三元双极性信号此时抽样判决器前的信号为若p(1)=p(-1)=1/4p(0)=1/2 结论：三元双极性码的误码率比单极性的高。叉疽嗓研巳漳鸯永逛烤赏塘病躇察裁弗庙烽贞义戈巧芬黎塔捕幼阿螺嘱硫第六章数字基带传输系统第六章数字基带传输系统与误码率有关的因素信号功率越大，Pe越小。噪声功率越小，Pe越小。码间串扰越小，Pe越小。位同步抖动越小，Pe越小。码速率越小，Pe越小，因RB小，接收滤波器带宽小，噪声功率小。漳响迢旧捐置摄片警阐级笛绊三飞郊赊乖蚂芜吉兴产荡

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