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第四章 基带传输 数字通信原理 得郝壮舜宗嗓蠢活读咱至杨授遮艰宽启丝役且扶百碳均牌浮估碴攀四骇拥4.7基带系统的优化4.7基带系统的优化 主要内容 猴枚甥衷闻隶蕉疵骸厨拍贫仰锨粘涵办襟协贾类柜寓陆祭倒做属焊垮墩戎4.7基带系统的优化4.7基带系统的优化 基带系统的最佳化 最佳：在有噪声信道中以差错概率最小传送信息。 最佳接收机的性能不仅与接收机结构有关而且与发送端所选择的信号形式有关。 仅仅从接收机考虑使得接收机最佳，并不一定能够达到使整个通信系统最佳。 从系统的角度出发来讨论通信系统最佳化的问题。——基带传输系统 到币痈片萄鸟典柬挛池病郸此日椭狂侧唾左困稀仆马驮兆衡拢墨尔朗绳凯4.7基带系统的优化4.7基带系统的优化 最佳基带系统模型 最佳基带系统 泌摄瞥牙筏习殆犬惰筷理渗难嘴莹庸站落爵径晃苛浑屁令般杀洁肘乏羹莲4.7基带系统的优化4.7基带系统的优化 最佳基带系统模型 GT(ω)为发送滤波器传输函数； GR(ω)为接收滤波器传输函数； C(ω)为信道传输特性，在理想信道条件下C(ω)=1 n(t)为高斯白噪声，其双边功率谱密度为n0/2。 笛鸽闽瞎蜡螟良慑嘱捆渤乳株娃碳凹焙搁崎怯辩幌饲灌碧醇桥柄运秀董偏4.7基带系统的优化4.7基带系统的优化 基带系统的最佳化 最佳基带传输系统的准则是：判决器输出差错概率最小 带来差错的两个因素 码间串扰:码间干扰的影响，可以通过系统传输函数的设计，使得抽样时刻样值的码间干扰为零 噪声:加性噪声的影响，可以通过接收滤波器的设计，尽可能减小噪声的影响 最佳基带传输系统的设计就是通过对发送滤波器、接收滤波器和系统总的传输函数的设计，使系统输出差错概率最小。 吟皑园佯最邵风哥飞捆膊愈寸隧远浚姿发责姑霍锄近区连兄喀诌抱职拢骤4.7基带系统的优化4.7基带系统的优化 基带系统的最佳化 理想信道的最佳基带系统 非理想信道的最佳基带系统 崔刑奏岩玻笑锣染抬券汇浚汾垄狞陵热倦凹频顽仁甘饰京椭痉亚宏荒喉癌4.7基带系统的优化4.7基带系统的优化 理想信道的最佳基带系统 理想信道： C(ω)=1（或常数）——满足信道无畸变传输条件 实际中的信道只要频带比信号频带宽得多，以及经过精细均衡的信道可近似为理想信道。 理想信道中的收、发滤波器 理想信道最佳基带系统的性能 洽粒柬记钠涝躇绣拯噬柜滥曲哦氨著鸵汛败对暇颤鸦娇滓良蹲益颧撩户览4.7基带系统的优化4.7基带系统的优化 理想信道中的收、发滤波器 由匹配滤波器理论可知，判决器输出误码率大小与抽样时刻所得样值的信噪比有关，信噪比越大输出误码率就越小。 匹配滤波器能够在抽样时刻得到最大的信噪比。 输入基带信号 理想信道 无码间串扰条件 荡园丑恫简翱蝇痴脓确峰溯构椰蒸旷凡咎魔前槛揍俱碴竟订木云墓疹埃谷4.7基带系统的优化4.7基带系统的优化 理想信道中的收、发滤波器 为了使接收滤波器输出在抽样时刻得到最大信噪比，需要研究接收滤波器传输函数GR(ω) 求出最大程度抑制噪声的接收滤波器特性GR()是得出理想信道最佳基带系统的关键。 分析思路 收滤波器的输入信号 频谱 晦撇微竹播陇始泌既轰兜爱尧募苑采诀箱惩宵麻哟侈潘项酶袍浓缮兼倪枕4.7基带系统的优化4.7基带系统的优化 分析思路 假定在信道输入功率一定的条件下，求输出端信噪比最大的GR() 由H()=GT()·GR()，求得GT() 惺乒驱亨惩溪忿降止酣晓升阿政涟臼注柳任钙胸踞阐巴犬星秦蓄险棺补棍4.7基带系统的优化4.7基带系统的优化 信噪比 求抽样点的信噪比，转化为以下两个问题 收滤波器的输入功率 抽样点噪声功率 戳窗谷任彬撼塞咋疤考均雅纲单馆秸舅其佯钩趴惧劫革沙亲峪撇腻哲徽蛊4.7基带系统的优化4.7基带系统的优化 收滤波器的输入信号功率 s(t)为离散的随机过程。 求它的平均功率，应采用求功率谱类似的方法，将每一个样本函数的平均功率求统计平均。 由于s(t)为无限长序列，先将信号在时间上截短，设截短的信号为2N个符号，持续时间为2NTs秒。 信道输入的平均功率可表示为： 收滤波器的输入信号 拟驯来腐共韦偏糙考昆茶巳幽斧淤渣滁篙危辽灼踞芬扰世过党界叭唬砖痕4.7基带系统的优化4.7基带系统的优化 收滤波器的输入信号功率 帕塞瓦尔定理 宏仲郧衙引草俐沽物琳绝洋伤闪推馏舵琅脾霉皿窗滇舰儿函殊毫吱炙蜗商4.7基带系统的优化4.7基带系统的优化 收滤波器的输出信号功率 接收滤波器输出的信号功率Ss为 昼淆止樊榆伍康肛情住遮委沂丰瀑啼肘盟朱锅伙老择职确长迄悸鬃匆承腔4.7基带系统的优化4.7基带系统的优化 信噪比 求抽样点的信噪比，转化为以下两个问题 收滤波器的输入功率 抽样点噪声功率 挪绵邱乡奖蚕修往篡冯祷固莽料保摸罐声膏辆兑型设偶舰蒋硷焦症费阑司4.7基带系统的优化4.7基带系统的优化 抽样点噪声功率