[工学]通信原理第6章数字基带传输系统3.ppt

第六章 数字信号基带传输系统 6.6 眼图 研究问题：码间串扰和噪声的估计 研究对象：眼图 研究目的：如何用实验的方法来观察码间串扰和噪声的影响 研究方法：定性分析，实验观察 问题的提出: 理论上讲,只要基带传输总特性H(w)满足奈奎斯特第一准则, 就可实现无码间串扰传输。但实际中，由于滤波器部件特性不理想或信道特性的变化等因素，都可能使H(w)特性改变，从而使系统性能恶化。计算由于这些因素所引起的误码率非常困难，因此在实际应用中需要用简便的实验方法来定性测量系统的性能,一个有效的实验方法是观察接收信号的眼图。 什么是眼图？ 在传输二进制信号波形时,示波器显示的图形很像人的眼睛，故名“眼图”。 眼图是利用实验手段方便地估计和改善系统性能时在示波器上观察到的一种图形。 眼图的作用：观察出码间干扰和噪声的影响, 从而估计系统性能的优劣程度。 眼图的模型 6.7 部分响应和时域均衡 研究问题：基带传输中的有效性问题 研究对象：部分响应系统 研究目的：如何设计频带利用率高又可实现的基带传输系统 研究方法：放宽对无码间串扰的要求以提高有效性 例如，设输入的二进制码元序列为{ak}，ak的取值为+1及-1(对应于“1”及“0”)。当发送码元ak时，接收波形g(t)在相应时刻上(第k个时刻上)的抽样值Ck 为： Ck = ak + ak-1 或 ak = Ck - ak-1 ak-1 是ak的前一码元在第k个时刻上的抽样值。 由于串扰值和信码抽样值相等，因此g(t)的抽样值将有 -2、0、+2 三种取值，即成为伪三进制序列。如果前一码元ak-1已经接收判定，则接收端可根据收到的Ck ，由上式得到ak的取值。 存在的问题: 从上面例子可以看到，实际中确实还能够找到频带利用率高（达到2B/Hz）和尾巴衰减大、收敛也快的传送波形。 差错传播问题：因为ak的恢复不仅仅由Ck来确定，而是必须参考前一码元ak-1的判决结果，如果{Ck}序列中某个抽样值因干扰而发生差错，则不但会造成当前恢复的ak值错误，而且还会影响到以后所有的ak+1 、ak+2……的正确判决，出现一连串的错误。这一现象叫差错传播。 例如： 输入信码 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 发送端{ak} +1 –1 +1 +1 –1 –1 –1 +1 –1 +1 +1 发送端{Ck} 0 0 +2 0 –2 –2 0 0 0 +2 接收端{Ck?} 0 0 +2 0 –2 0 0 0 0 +2 恢复的{ak?} +1 –1 +1 +1 –1 –1 +1 –1 +1 –1 +3 可见，自{Ck? }出现错误之后，接收端恢复出来的{ak?}全部是错误的。此外，在接收端恢复{ak? }时还必须有正确的起始值(+1)，否则，即使没有传输差错也不可能得到正确的{ak? }序列。 产生差错传播的原因： 在g(t)的形成过程中，要形成相邻码元的串扰，再经过响应网络形成所需要的波形。所以，在有控制地引入码间串扰的过程中，使原本互相独立的码元变成了相关码元。正是码元之间的这种相关性导致了接收判决的差错传播。这种串扰所对应的运算称为相关运算，将 Ck = ak + ak-1 称为相关编码。相关编码是为了得到预期的部分响应信号频谱所必需的，但却带来了差错传播问题。 解决差错传播问题的途径如下。 预编码：在发送端相关编码之前进行预编码。 预编码规则： bk = ak ? bk-1 即 ak = bk ? bk-1 ?表示模 2加 相关编码：把预编码后的{bk}作为发送滤波器的输入码元序列，得到 Ck = bk + bk-1 －相关编码 模2判决：若对上式进行模2处理，则有 [Ck]mod2 = [bk + bk-1]mod2 = bk ? bk-1 = ak 即 ak = [Ck]mod2 此时，得到了ak ，但不需要预先知道ak-1。 ak = [Ck]mod2 上述表明，对接收到的Ck作模2处理便得到发送端的ak ，此时不需要预先知道ak-1，因而不存在错误传播现象。这是因为，预编码后的信号各抽样值之间解除了相关性。 因此，整个上述处理过程可概括为“预编码—相关编码—模2判决”过程。 举例 举例 第Ⅰ类部分响应系统方框图 图(a) － 原理方框图 图(b) － 实际系统方框图 二、部分响应的一般形式 部分响应波形的一般形式是N个相继间隔Tb的sinx/x波形之和 R1，R