[信息与通信]国网05数字基带传输系统48.ppt

6.2 数字基带信号及其频谱特性 *码间干（串）扰：是由于系统传输总特性（包括收、发滤波器和信道的特性）不理想，导致前后码元的波形畸变、展宽，并使前面波形出现很长的拖尾，蔓延到当前码元的抽样时刻上，从而对当前码元的判决造成干扰。 另外，信号在传输的过程中要叠加信道噪声，当噪声幅度过大时，会引起接收端的判断错误。 一、无码间串扰的传输条件 在数字信号的传输中，只要考虑在特定时刻的样值无串扰，而波形是否在时间上延伸是无关紧要的。 即使信号经传输后整个波形发生了变化，但只要特定点的样值能反映其所带的信息，那么用再次抽样的方法仍然可以准确无误地恢复原始信码。 接收波形满足抽样值无串扰的充要条件是仅仅在本码元的抽样时刻有最大值，而对其他码元在抽样时刻的信号值没有影响，即在抽样点上不存在码间干扰。 2、无码间串扰的条件（奈奎斯特第一准则） 设抽样时间间隔为Ts，在假设信道和接收滤波器所造成的延迟t0=0时，无码间串扰的基带系统时域条件: h(kTs)= S0, k=0 0, k为其他整数 接收波形除了在 t=0 时抽样值为S0以外，在其他抽样时刻抽样值都为0，因而它不会影响其他接收波形的抽样值。 但这样的波形不易实现，因为实际中的h(t)波形有很长的“拖尾”，也正是由于每个码元“拖尾”造成对相邻码元的串扰，但只要让它在t0+Ts，t0+2Ts等后面码元抽样判决时刻上正好为0，就能消除码间串扰，如图 6.4-2(b)所示。这也是消除码间干扰的基本思想。 图 6 .4-2 消除码间干扰原理 当激励为单位冲激函数时，电路的零状态响应称为单位冲激响应，简称冲激响应 　　单位冲激信号：是指在t!=0的时候，信号量横为0，在t=0的时候，信号量为无穷大，但是信号在时间上的积分为1. 　　很明显，单位冲激信号，是一种理想化的模型。引入这个模型，可以使我们在分析某系问题的时候，变得相当的简单。比如说，信号的取样。用f（t）表示取样信号，用u（t）表示单位冲激信号。那么对f（t）*u（t）进行积分，就得到f（t）在0点的信号，对f（t）*u（t-x）（x表示常量）积分，就得到f（t）在x点的信号。 　　冲击响应的一般求法： 　　（1）简单电路，列出微分方程，直接求冲激响应。注意电感电流和电容电流会产生跳变。 　　（2）最普遍的一种方法，利用三要素法先求出阶跃响应，再对时间求导的冲激响应，即利用下式由电路的阶跃响应计算出电路的冲激响应 　　h(t)=ds(t)/d(t) 　　其中，h(t)为冲激响应，s(t)为阶跃响应。  二、无码间串扰的传输波形 理想低通信号： 图示为理想低通滤波器的冲激响应 图 6.4-4 理想低通系统（a） 传输特性； (b) 冲激响应 从图中可以看出，理想信道的单位冲激响应在 t=0 时有输出最大值，且有很长的拖尾，其幅度是逐渐衰减的。低通信号在t=±nπ(n≠0)时有周期性零点。 实际上，对于理想的冲激序列，通过理想低通滤波特性传输信道后输出的信号，选择在最大值点进行判决，其间隔为T，则可实现无码间干扰的传输。如果系统是理想低通滤波器，则其传递函数满足抽样值无串扰的传输条件。 升余弦滚降系统 为了描述滚降程度，定义 α 为滚降系数。 α =0 时为理想低通波形； α =1时为升余弦滚降波形（通常选择α =0.2 ）。 升余弦滚降信号在前后抽样值处的串扰始终为0，因此满足抽样值无串扰的传输条件。 显然，0≤α≤1。不同的α有不同的滚降特性。 图6.4-6 画出了按余弦滚降的三种滚降特性和冲激响应。 图 6.4-6 余弦滚降系统 (a) 传输特性; （b） 冲激响应 模块3 扰码和解扰 在设计数字通信系统时，通常假设源序列是随机序列，而实际信源发出的序列不一定满足这个条件，特别是出现长0串时，给接收端提取定时信号带来一定的困难。为解决此问题，除采用码型编码方法以外，常用m序列对信源序列进行“加扰”处理，称为扰码，以使信源序列随机化。在接收端再把加扰得序列，用同样m序列解乱，即进行解扰，恢复原有的信源序列。 扰码的原理基于m序列的伪随机性。 一、m序列的产生和性质 m序列，也称为循环周期最长的线性反馈移位寄存器序列，（最长线性反馈移存器序列）：由线性反馈的移存器产生的周期（2n-1）最长的一种序列。 其生成是有规律的，具有随即二进制序列信号的性质，m序列是一种伪随机序列。 伪随机序列是由一个标准的伪随机序列发生器生成