通信原理-第10章-码间干扰.ppt

6.4数字基带信号的传输与码间串扰进一步分析数字基带信号通过基带传输系统时的传输性能。6.4.2码间串扰的数学分析数字基带信号的传输模型如图所示ISI典型题目类型总结：1.无ISI的最高传码率的求法方法1：由给定的基带传输特性H(ω)等效成最宽的矩形门（理想的LPF）系统无码间串的最高传码率Rmax=双边谱的门宽值。方法2：由H(ω)找出滚降段的中心频率，即奈奎斯特带宽fN系统无码串的最高传码率RBmax=2fN。与方法1的实质一样。习题6-14值得注意的是，奈奎斯特第一准则，即所对应的无ISI的最高传码率波特。若实际传输速率为则基带系统的总特性H(ω)应满足习题6-11,6-125.6最佳基带传输系统在数字通信系统中，无论是数字基带传输还是数字频带传输，都存在着“最佳接收”的问题。最佳接收理论是以接收问题作为研究对象，研究从噪声中如何准确地提取有用信号。显然，所谓“最佳”是个相对概念，是指在相同噪声条件下以某一准则为尺度下的“最佳”。不同的准则导出不同的最佳接收机，当然它们之间是有内在联系的。在数字通信系统中，最常用的准则是最大输出信噪比准则，在这一准则下获得的最佳线性滤波器叫做匹配滤波器（MF）。这种滤波器在数字通信理论、信号最佳接收理论以及雷达信号的检测理论等方面均具有重大意义。本节介绍匹配滤波器的基本原理以及利用匹配滤波器的最佳基带传输系统。5.6.2利用匹配滤波器的最佳基带传输系统由前面的分析可知，影响基带系统误码性能的因素有两个：其一是码间干扰；其二是噪声。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。对于加性噪声的影响，可以通过接收滤波器的设计，尽可能减小噪声的影响，但是不能消除噪声的影响。实际中，这两种“干扰”是同时存在的。因此最佳基带传输系统可认为是既能消除码间串扰而抗噪声性能又最理想（错误概率最小）的系统。现在我们讨论如何设计这样一个最佳基带传输系统。在图5-10的基带传输系统中，发送滤波器的传输函数为GT(ω)，信道的传输函数为C(ω)，接收滤波器的传输函数为GR(ω)，其基带传输系统的总传输特性表示为设判决电路的判决门限为Vd，判决规则为x(kTs)＞Vd,判为“1”码x(kTs)＜Vd，判为“0”码实际中噪声干扰会使接收端出现两种可能的错误：发“1”码时，在抽样时刻噪声呈现一个大的负值与信号抵消使收端判为“0码；发“0”码时，在抽样时刻噪声幅度超过判决门限使收端判为“1”码。下面我们来求这两种情况下码元判错的概率。1、发“0”错判为“1”的条件概率Pe0发“0”码时，x(t)=nR(t)，由于nR(t)是高斯过程，则x(t)的一维概率密度函数为图5-18x(t)的概率密度分布曲线则将式（5.6-24）代入式（5.5-16）得（5.6-24）5.7眼图使得系统误码率的计算变的很困难，甚至得不到一种合适的定量分析方法即眼图分析法观察眼图的方法：①用示波器跨接在接受滤波器的输出端②调整扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元周期同步③此时在示波器上可看到很想人的眼睛的图像，及眼图无码间串扰有码间串扰无噪声条件下图5-21（a）是接收滤波器输出的无码间串扰的二进制双极性基带波形，用示波器观察它，并将示波器扫描周期调整到码元周期，由于示波器的余辉作用，扫描所得的每一个码元波形将重叠在一起，示波器屏幕上显示的是一只睁开的迹线细而清晰的大“眼睛”，如图5-21（b）所示。图5-21（c）是有码间串扰的双极性基带波形，由于存在码间串扰，此波形已经失真，示波器的扫描迹线就不完全重合，于是形成的眼图线迹杂乱，“眼睛”张开得较小，且眼图不端正，如图5-21（d）所示。对比图（b）和（d）可知，眼图的“眼睛”张开得越大，且眼图越端正，表示码间串扰越小，反之，表示码间串扰越大。当存在噪声时，噪声叠加在信号上，眼图的线迹更不清晰，变成模糊的带状线，于是“眼睛”张开就更小。从图形上并不能观察到随机噪声的全部形态，例如出现机会少的大幅度噪声，它在示波器上一晃而过，用人眼是观察不到的。所以，在示波器上只能大致估计噪声的强弱。眼图的作用：从“眼图”上可以观察出码间串扰和噪声的影响，从而估计系统优劣程度。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰和改善系统的传输性能。为了进一步说明眼图和系统性