[信息与通信]通信原理 樊昌信 第8章.ppt

通信原理 通信原理 第6章 数字基带传输系统 码间串扰 (1)频带受限----乘性干扰 经频带受限信道传输的信号: 信道的带宽受限导致前后码元的波形产生畸变和展宽。这样，前面码元的波形会出现很长的拖尾，蔓延到当前码元的抽样时刻，对当前码元的判决造成干扰。 无码间串扰的条件 时域条件 如上所述，只要基带传输系统的冲激响应波形h(t)仅在本码元的抽样时刻上有最大值，并在其他码元的抽样时刻上均为0，则可消除码间串扰。 上式称为无码间串扰的时域条件。 在无码间串扰时域条件的要求下，我们得到无码间串扰时的基带传输特性应满足 或写成 上条件称为奈奎斯特(Nyquist)第一准则。 基带系统的总特性H(?)凡是能符合此要求的，均能消除码间串扰。 例： 6.4.3 无码间串扰的传输特性的设计 理想低通特性 满足奈奎斯特第一准则的H(?)有很多种，容易想到的一种极限情况，就是H(?)为理想低通型，即 它的冲激响应为 由图可见，h(t)在t = ?kTs (k ? 0)时有周期性零点，当发送序列的时间间隔为Ts时，正好巧妙地利用了这些零点。只要接收端在t = kTs时间点上抽样，就能实现无码间串扰。 由理想低通特性还可以看出，对于带宽为 若输入数据以RB = 1/Ts波特的速率进行传输，则在抽样时刻上不存在码间串扰。 若以高于1/Ts波特的码元速率传送时，将存在码间串扰。 通常将此带宽B称为奈奎斯特带宽，将RB称为奈奎斯特速率。 此基带系统所能提供的最高频带利用率为 余弦滚降特性 为了解决理想低通特性存在的问题，可以使理想低通滤波器特性的边沿缓慢下降，这称为“滚降”。 一种常用的滚降特性是余弦滚降特性，如下图所示： 相应的h(t)为 式中，?为滚降系数，用于描述滚降程度。它定义为 其中，fN － 奈奎斯特带宽， f? － 超出奈奎斯特带宽的扩展量 滚降系数?越大，h(t)的拖尾衰减越快 滚降使带宽增大为 ? 余弦滚降系统的最高频带利用率 ? 当?＝1的升余弦滚降特性的h(t)满足抽样值上无串扰的传输条件，且各抽样值之间又增加了一个零点，而且它的尾部衰减较快，这有利于减小码间串扰和位定时误差的影响。但这种系统所占频带最宽，是理想低通系统的2倍，因而频带利用率为1波特/赫，是二进制基带系统最高利用率的一半。 基带传输系统的抗噪声性能 图中 n(t) － 加性高斯白噪声，均值为0，双边功率谱密度为n0 /2。 它的功率谱密度Pn (f)为 方差为 故nR (t)是均值为0、方差为?2的高斯噪声，因此它的瞬时值的统计特性可用下述一维概率密度函数描述 式中， V － 噪声的瞬时取值nR (kTs) 。 二进制双极性基带系统 当发送“1”时，A+ nR(kTs)的一维概率密度函数为 当发送“0”时，-A+ nR(kTs)的一维概率密度函数为 上两式的曲线如下： 在-A到+A之间选择 一个适当的电平Vd作 为判决门限，根据判 决规则将会出现以下 几种情况： 发“1”错判为“0”的概率P(0/1)为 发“0”错判为“1”的概率P(1/0)为 它们分别如下图中的阴影部分所示。 二进制基带传输系统的总误码率为 将上面求出的P(0/1)和P(1/0)代入上式，可以看出，误码率与发送概率P(1) 、 P(0) ，信号的峰值A，噪声功率?n2，以及判决门限电平Vd有关。 在A和?n2一定条件下，可以找到一个使误码率最小的判决门限电平，称为最佳门限电平。若令 则可求得最佳门限电平 若P(1) = P(0) = 1/2，则有 这时，基带传输系统总误码率为 二进制单极性基带系统 对于单极性信号, 若设它在抽样时刻的电平取值为+A或0（分别对应信码“1”或“0” ），则只需将下图中f0(x)曲线的分布中心由-A移到0即可。 这时上述公式将分别变成： 当P(1) = P(0) = 1/2时，Vd* = A/2 比较双极性和单极性基带系统误码率？ 眼图 在实际应用中需要用简便的实验手段来定性评价系统的性能。眼图是一种有效的实验方法。 眼图是指通过用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方法。 眼图模型 眼图照片 图(a)是在几乎无噪声和无码间干扰下得到的, 图(b)则是在一定噪声和码间干扰下得到的。 小结 作业 6.12 * 数字基带信号通过基带传输系统时，由于系统（主要是信道）传输特性不理想，或者由于信道中加性噪声的影响，使收端脉冲展宽，延伸到邻近码元中去