数字基带传输系统ch521

2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟15.4基带脉冲传输与码间干扰■能够携带数字信息的基带波形可以有多种形式，一系列的基带信号波形被变换成相应的传输基带波形后，就被送入信道。◆信号一方面受信道特性影响，使信号产生畸变，另一方面由于噪声的叠加，造成随机畸变。第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟2⊙接收方式：用一个接收滤波器抑制噪声，然后，用一个识别电路(抽样判决器),在每一个接收基带波形的中心附近，对信号进行抽样，再将抽样值与判决门限进行比较.若抽样值大于门限值，则判为高电平；否则判为“零”电平。这样就获得一系列新的基带波形，——即再生信号。第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟3接收波判决门限第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)t图5-6接收基带波形的识别(抽样脉冲)tsT0v2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟4★基带信号的再生或恢复总是要求有一良好的同步系统(位同步及群同步等)。■脉冲在基带系统中的传输模型第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)naTGCRG'nantstrt发送滤波器传输信道接收滤波器识别电路Rnt2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟5输入符号序列，二进制时，取值为0、1或-1、+1。序列对应的基带信号表示成：nananansndtatnT它是时间间隔的系列，每一个的强度由决定。sTttna■激励发送滤波器(信道信号形成器)时dt第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟6发送滤波器将产生信号StnTsnStagtnT5.4-2是单个作用下形成的发送基带波形。设发送滤波器的传输特性为，则由下式确定(的频谱为1）TgttTGTgtt12jtTTgtGed5.4-3第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟7由图5-7知，信道传输特性为，接收滤波器传输特性为，则接收滤波器输出信号可表示为：CRGrtnRsRnrtagtnTntRnt为加性噪声其中12jtRTRgtGCGed5.4-5第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟8000snRssRsnrkTtagkTtnTnkTt000kRnRsRsnknkagtagknTtnkTt0kRagt—第k个基本波形抽样值0nRsnkagknTt——码间干扰值其中第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)信号抽样的时刻在，是第个时刻，是可能的时偏。抽样判决电路的输出为值。在时刻的值为：0SkTtkk0trt0SkTt'ka2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟90RsnkTt——随机干扰■码间干扰值:除第k个以外的所有基本波形在第k个抽样时刻上的总和(代数和)。是以某种概率出现的，故这个值是一个随机变量。的判决规则为：na'na0000,1;,0.skskrkTtvarkTtva则为则为第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟10＊结论：1.只有当码间干扰和随机干扰很小时，才能保证上述判决正确。2.为使基带脉冲传输获得足够小的误码率，必须最大限度地减小码间干扰和随机噪声干扰的影响。第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟115.5无码间干扰的基带传输特性■基带系统的响应仅依赖于发送滤波器至接收滤波器之间的传输特性：TRHGCG5.5-1■暂不考虑噪声影响(无噪声),研究抗码间干扰的基带传输特性。输入基带信号为nsnatnT5.5-2第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟12信号传输过程为：nsnatnTnsnahtnTH'na识别电路为基带系统的冲激响应；为系统输出基带信号；htHnsnahtnT12jthtHed5.5-4第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟13讨论：什么样形成的输出的基带信号波形使码间干扰最小？H■理论上讲，期望能做到无码间干扰。即除在时不为0，在其他所有抽样点上均为0。用公式表示为ht0t1,00,skhkTk为其他整数5.5-5第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟14此时的为：H12jkTsshkTHed5.5-6212112sssiTjkTiTiHed令则有当时，2'siT'dd2'siT21siT2',2sssijkTjikTT第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟15于是可得：2122sjkTjikTssisTsihkTHeedTsT122sssjkTTisTiHedT交换积分求和顺序后：122sjkTsTssissTsTihkTHedTT5.5-7第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟16defineskhkTf12defineissiHFTT则是的指数型傅里叶级数的系数:shkT12issiHTT第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)122sjkTsTssissTsTihkTHedTT5.5-712sjkTsikssiFHhkTeTT1()2sjkTTskTsfFed2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟17120,1120,0ississikHTTikHTT故无码间干扰时，基带传输特性应满足为：2sisiHTTsT或121issiHTTsT5.5-105.5-11第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)1,00,skhkTk为其他整数2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟18＊结论：基带系统特性凡是能符合此要求的，均可以消除码间干扰。这也称为奈奎斯特（Nyquist)第一准则。■式5.5-11的物理意义：是移位再相加而成的只要在区间上能叠加出一根水平直线，式5.5-11的关系就成立。2isiHTH2siT,ssTT第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟19■的设计H为理想低通滤波器时，的特性符合无码间干扰条件的，为HHH,0,ssTTH其他的系统的冲激响应（接收滤波器的输出信号）如图5-9所示是抽样函数。Hht第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟20第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)输入数据若以的波特速率进行传输时，在抽样时刻上码间干扰就是不存在的，若系统用高于波特的码元速率传输时，将存在码间干扰。所以传输速率与滤波器的截1sT1sThttST4ST3ST2STST2ST3ST4ST2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟21止频率有关。若系统的频率宽度为，而最高码元速率为，这时，系统的最高频带利用率为。频带利用率越高，则系统的有效性就越好。频带利用率定义为：单位频带内码元的传输速率。注：12sfT2/BHz12sT1sT第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟22问题：1.理想低通滤波器，物理上是无法实现的。2.波形的衰减振荡幅度较大，当定时不严格时，或抽样时刻出现偏差时，码间干扰可能达到很大的数值。ht■以奇对称的低通滤波器：HsT第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟23sT满足求和等于1的（5.5-11），所以无H510H图的特性sT2sTsT2sTsTH第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)222()sisssiHHHHTTTT2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟24码间串扰。图5－10可视为在一定条件下将理想滤波器“圆滑”的结果。01fidH1f21Y1fH第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)■以为中心呈奇对称，用加便可得到。用去“圆滑”被称为“滚降”。Y1YidHHYidH2020年1月30日星期四《通信原理》--信息学院王学伟25图5-11滚降特性的构成及实例第五章数字基带传输系统(digitaltransmissionsystemofbaseband)21122sT1sT132122sTf10.750.5HsT10.750.5112112