第6章 数字信号的基带传输2.ppt

6.3 无码间串扰的传输波形 6.3.1 码间串扰的概念 6.3.2 第一无失真条件及传输波形 6.3.1 码间串扰的概念 什么是码间串扰？ 码间串扰产生的原因。 时域与频域的关系 时域波形有限→频谱无限 频谱受限→时域波形无限 码间串扰 基带信号频带受限 →波形展宽（畸变） →影响其它码元（码间串扰） 基带传输系统的可靠性及设计目标 影响基带信号可靠传输的因素 码间串扰 信道噪声 基带传输系统的设计目标 码间串扰↘ 噪声↘ 本节讨论内容 分析码间串扰与基带传输特性的关系（无噪声时）。 分析如何降低码间串扰 基带传输系统模型 波形成形网络 作用： 将δ(t)→s(t) 组成： 发送滤波器、信道、接收滤波器 成形网络的传递函数： s (t) ←→ S (?) S(?)=T(?)C(?)R(?) (6-1) 基带信号的频谱可由单脉冲的频谱得到 基带信号在频域内的延伸范围主要取决于单个脉冲波形的频谱函数G(f)，只要讨论单个脉冲波形传输的情况就可了解基带信号传输的过程。 如何能够无失真地传输数字信息？ 在数字信号的传输中，只有能正确解码即认为无失真，不必要求整个波形保持不变。 奈奎斯特等人通过研究发现，在三种条件下，基带信号可以无失真传输。通常称之为奈奎斯特第一准则、第二准则和第三准则，或称为第一、第二、第三无失真条件。 奈奎斯特无失真条件（准则） 第一无失真条件：抽样值无失真 第二无失真条件：转换点无失真（略） 第三无失真条件：脉冲波形面积保持不变（略） 6.3.2 第一无失真条件及传输波形 第一无失真条件 抽样时刻无码间串扰→抽样值无失真 满足第一无失真条件的典型波形 满足第一无失真条件的基带系统 满足第一无失真条件的基带系统 满足第一无失真条件的基带系统 满足第一无失真条件的基带系统 满足第一无失真条件的基带系统 结论 S(?)以?s为段长进行分段，若所有段叠加在一起为常数，则输出波形在Ts处过零。→可以进行无码间串扰的基带传输。 典型的无码间串扰传输波形 1. 理想低通信号 2. 升余弦滚降信号 1. 理想低通信号 1. 理想低通信号 频带利用率 理想低通信号的频带利用率 2．升余弦滚降信号 升余弦(滚降)信号：频域过渡特性以π/T为中心，具有奇对称升余弦形状。 能形成升余弦信号的基带系统传输函数 相应的冲击响应（接收波形） 为了减小抽样定时脉冲误差所带来的影响，滚降系数α不能太小，通常选择α≥0.2。 无码间串扰的最高Rb=1/T 带宽 B =(1+α)/2T 频带利用率η=2/(1+α)(bit/(s.Hz))。 无码间串扰的最高频带利用率 α=0 → 理想低通信号，η= 2 bit/(s.Hz) α=1 → η= 1 bit/(s.Hz) 0＜α＜1 → η=2/(1+α)(bit/(s.Hz))。 【例题6-1】 理想低通型信道的截止频率为3000Hz，当传输以下二电平信号时求信号的频带利用率和最高信息速率。 （1）理想低通信号； （2）α= 0.4的升余弦滚降信号； （3）NRZ码； （4）RZ码。 解（1） 理想低通信号的频带利用率为 ηb=2(bit/(s.Hz)) 最高信息传输速率为 解（2） 升余弦滚降信号的频带利用率为 最高信息传输速率为 解（3） 二进制NRZ码的信息传输速率Rb与码元速率Rs相同，取NRZ码的谱零点带宽为信道带宽，所以频带利用率为 最高信息速率为 解（4） 二进制RZ码的信息速率与码元速率Rs相同，取RZ码的谱零点带宽为信道带宽，即B=2Rs，所以频带利用率为 最高信息速率为： 【例题6-2】 对模拟信号m(t)进行线性PCM编码，量化电平数L=16。PCM信号先通过α＝0.5、截止频率为5kHz的升余弦滚降滤波器，然后再进行传输。求： （1）二进制基带信号无串扰传输时的最高信息速率； （2）可允许模拟信号m(t)的最高频率分量fH。 解（1） PCM编码信号经升余弦滤波器后形成升余弦滚降信号，由α可列出二进制信号的频带利用率为 二进制基带信号无串扰传输的最高信息速率为 解（2） 对最高频率为fH的模拟信号m(t)以速率fs进行抽样，当量化电平数L=16时，编码位数n=lbL=4。 Rb=fsn 抽样速率fs≥2fH，取等号时信息速率为 Rb=2fHn 可允许模拟信号的最高频率为 6.4 扰码和解扰 6.3.1 m序列的产生和性质 6.3.2 扰码和解扰原理 使用扰码的原因 为使信号的传输与信源统计特性无关，可： 1. 采用与信源统计特性无关的码型编码方法 2.采用m序列对信源序列进行扰码，以使信源序列随机化；在接收端再解扰，恢复原有的信源序列。 扰码技术