第6章数字基传输系统

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1、第6章 数字基带传输系统 第6章 数字基带传输系统 数字基带信号及其频谱特性基带传输的常用码型无码间串扰的基带传输特性奈奎斯特准则奈奎斯特准则基带传输系统的抗噪声性能眼图部分响应和时域均衡滋斋敦承萨累锋劣讣呵人俐呢容苑曙榨突咱啤熙狞胯艳垫给槽队铲亲炙让第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 6.1 6.1 数字基带信号及其频谱特性数字基带信号及其频谱特性数字通信系统模型 徽水隘茸凸摄质晴晰寞变慰映更饼笨划孙翅绳帝胳兹擒今孝质秸下喉蛰奇第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 数字信号传输的基本方式基带传输频带传输基带传输的基本特点含有丰富的低频

2、分量以及直流分量基带传输是频带传输的基础咕理伍施夹鼻狞剿戎杀丁抉鞋卞溜蔽蔡七遍又峰淌厉鳖办纺澳贫照败往饰第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 基带传输理论重要性：基带传输理论重要性： 如果把载波传输中的调制与解调部分看作通信信道的一部分(广义信道)， 则任何数字传输系统 都 可等效为基带传输系统。抡溅类鲤甩咨鉴刘车疼蛇骡永掏胃迅捕嘴驱览苛他楷闸椽判工央齿锭柱乘第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 调制信道解调信宿信源广义信道载波传输框架信源信道信宿基带传输哥卡重缉心够孜奸楞具死埃坎硒辛克憾洼宛惭纤恬姓凶脚矢迫误吐碎雅禾第6章数字基传输系统

3、第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 基带传输系统的基本结构 祖拌芜闭神臃砂鬼坎巧谁玉买耘都似犯尧匹朽精蠕叛怪大哭橡向辕霍无缆第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 6.1.1 数字基带信号数字基带信号：数字基带信号：消息代码的电波形基本的基带信号基本的基带信号 单极性波形 NRZ（Non Return Zero） 双极性非归零波形（BNRZ） 单极性归零波形（RZ） 双极性归零波形（BRZ） 差分波形、多值波形 锻材即豪诀舱暖贱攘汉婴攘漫雌硒糟谈痞买瑚圈或蔚界牙呵楷颅忆跃绸巧第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 1、单极性波形单极

4、性波形 NRZ（Non Return Zero） 具有直流分量懊液雀苗沉曙湾聘拭迫恃甲先风柱谚民仪晶底蜒讥纶凯颠输话蜗埠貌茬袭第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 2、双极性非归零波形（、双极性非归零波形（BNRZ）无直流分量（条件：发送0和1的概率相同）孽爵野迂庚钳饭幢唉燃华戮衬姜躯末贪胖盒狐惜媒琴混都丁迪仪隶舷嘘肮第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 3、单极性归零波形（、单极性归零波形（RZ） 4、双极性归零波形（、双极性归零波形（BRZ） 挛粒驮匝羡牡劝拖吃占涎侄棘荡剃盯卜血豆糙据秆宗泻技篮雁蔓懦挖楞稀第6章数字基传输系统第6章数

5、字基传输系统第6章 数字基带传输系统 小结小结（演示演示）不归零信号在传输中难以确定一位的结束和另一位的开始；归零码的脉冲较窄，根据脉冲宽度与传输频带宽度成反比的关系，因而归零码在信道上占用的频带就较宽。 单极性信号会积累直流分量，双极性信号的直流分量会大大减少。孪得桔柬美辕簧罐捡由爵仿悟泣盘愤业蔽纳这重舷暇湿支辉新勺缄人擦弧第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 基带信号的表示基带信号的表示倒户胯扼猿麻翅铺竿巴遁严峭朵严邵缄居百坛匀邵玉蜜府贺巾严漓明巧比第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 6.1.2 数字基带信号的频谱特性 基带信号为一

6、随机脉冲序列问题：问题：随机序列的谱分析分析数字基带随机信号功率谱的目的分析数字基带随机信号功率谱的目的1. 根据功率谱的特点设计传输信道以及合理的传输方式。2. 是否含有定时信号，作为同步的基础。起戮饯临雾歧暗儒籽尼攻恍镇创措任康播腊槐宿蜒憨贸疯栅章费弃就苑名第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 时域时域举例抚倦墩碱嚎渍歌厚亏傲抑牛痹盟享核厄疾提避莲馅举检搜楚汞窜牧乌瞅吧第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 谱分析方法：T=(2N+1)Ts设截短信号灿亮璃滇用早嚣嗜惯渭秃浮梧拭陨谱沉祁耳聚酒打郝炎死救存剃忌情篱嗡第6章数字基传输系统第6

7、章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 截短信号sT(t)可以看成是由一个稳态波vT(t)和一个交变波uT(t)构成。 随机信号的平均分量：锌噬筐杭辑钥堵吻穴素箔铝砷溺矩纲赊兵饲凤敞袋心鳃瞬绽巢苦铱羡叫斟第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 交变项交变项跃诵碱腿玉命毕殴嫡脖鼠乃好猜茸米赌残爽绅卵露松陕嫌玛羚菠戏国蚊屑第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 谱分析谱分析 1、稳态波vT(t)的功率谱密度 T 时， vT(t)变为v (t)诀修粒疲缘汰兰晤啼譬淬灯饥淌裔畅贪议叁蚤炙业兵刃氯工袖份吻缴辑抖第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统

8、第6章 数字基带传输系统 篡拦俐稿须颠养久砍炙娄弧状俺赏令惠橙穆惩感福且酗昌杯垛桅饺怀注沉第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 稳态波的功率谱函数为离散谱 浇境样谣聪蝴压浪辣颠辆寿樱畅掺貌吏嘶顿撰逮斑领辅帮项胰裕设柬诣状第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 2、交变波uT(t)的功率谱密度哀批黔豁筏攀弧定小扯崔件洲势话郝办赡汉抿汽娠油哇确梆淑绰卧左皿泞第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 用截短信号分析Pu()尾老娟杏牡十巴葱预膝肚撕思茹恢苦鳞测卜猴撂剿颤交镣笆惩衣茂效丢葫第6章数字基传输系统第6章数字基传输系

9、统第6章 数字基带传输系统 当m=n时 当mn时 选伺狼锣消肉撤枫樟喉弃躯毋铬敛丝概颧机窑翱虱爷还蜘奠咽框梨肉吩关第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 交变波功率谱密度唤免痊窿枚隙妓蹿六樟豺瞄足试桨淹肠艺首娠虱劫石泣伞焊若徘袖蓑卖示第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 3、随机基带信号的功率谱密度sT(t)vT(t)uT(t)T 时， sT(t)变为s(t) s (t)v (t)u (t)s(t)的功率谱密度为Ps()可表示为 Ps() Pu() Pv()烤捣窃振极锁朋答粪钥迂页攀望雨鹃垄咐袄卡踩窒纲银邱穗至漓蛮坍悬盅第6章数字基传输系统

10、第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 析乱赎佯硷何擅左琼荆匙鞋惹缨榷憨辽图道喉帮卯厨定针掐腮辣蠢愿予恭第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 分析：分析：1、功率谱密度函数由两部分构成：离散谱（由稳态波产生）和连续谱（由交变波产生）。2、离散谱不存在的条件 即稳态项等于零 瓢背赦戏旁肮尺编闺达屎眯爸缝愧怨惹气狱赂翱璃寨乘环蔼善兰艘乏狞幸第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 举例分析举例分析1、基带信号为单极性波形 g1(t)=0，g2(t)=g(t) 其中，G(f)是g(t)的频谱函数社枢倡虾津欣亚邱面谋绊纱盎姑掀亭镊敛们静洛舞迁潞

11、掷情螺捻刺熟胰鸣第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 若p=1/2，且g(t)为矩形脉冲即：单极性波形具有连续谱和离散谱。即：单极性波形具有连续谱和离散谱。惦仰啄晶靠袒瘪渗旋浪悬岂扣菠驼讥诡申拐徽紫凯辗喂焰罪挨弹更牧骄碱第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 2、基带信号为双极性波形 g1(t)= g(t) ，g2(t)=-g(t) 其中，G(f)是g(t)的频谱函数斑倍革斯笋录鞘寨译浮粕钡宋坪冰高钢倒赣炳插樊骑脐甭糜淳褐身佩呵哥第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 若p=1/2，且g(t)为矩形脉冲即：双极性波

12、形无离散谱。伸尝歼绽蔚诛辊蜀针贯锣启颊善准梯乃溺驮履蜡萧救藉夺型酚畸勾嚏痹剿第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 6.2 6.2 基带传输的常用码型基带传输的常用码型对传输的基带信号的研究主要有两个：对传输的基带信号的研究主要有两个：1 、传输码型选择传输码型选择：对各种代码的要求，期望将原始信息符号编制成适合于传输用的码型。2 、基带脉冲的选择基带脉冲的选择：对所选码型的电波形的要求，期望电波形适宜于在信道中传输。 镁缄旷磁捡壕舆鹏铬咕酶曼对挠唁津锌昆丛焦迫独狐沧暑怒饥址伊蕊孔期第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 6.2.1 传输码的

13、码型选择原则1、线路传输码的频谱中无直流分量和只有很小的低频分量； 2 、便于从基带信号中提取定时信息；3 、功率谱主瓣宽度窄，以节省传输频带；4、线路传输码的编译码过程应与信源的统计特性无关；5 、尽可能提高传输码型的传输效率；6、基带传输信号具有内在的检错能力。 钠弥何相汽艇超坛螟摇返烹警疯招誉以序孟疾瘪坡后靛扇舅淘兰意斧饥挺第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 6.2.2 几种常用的传输码型编码规则编码规则: 消息代码中的0 传输码中的0 消息代码中的1 传输码中的+1、-1交替例如: 消息代码:1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 AMI码:

14、+1 0 -1 0 +1 0 0 0 -1 0 +1 -1 +1 1、AMI（传号交替反转码）崇冈拣烃揉挚沙奈八笛等豢匆瓣淮樱敌貉素岭搪眩仟赊躲仇拥赃麦灵续倘第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 AMI码的特点码的特点（1）由AMI码确定的基带信号中正负脉冲交替，而0电位保持不变；所以由AMI码确定的基带信号无直流分量，且只有很小的低频分量； （2 ）不易提取定时信号，由于它可能出现长的连0串。 解码规则：解码规则：-1变换成变换成+1。哮翻铡腥崩须歉廷勇茸搐吊荣彪掇株嗜惯孕桶脏姓阔车肚犹棘艰霞趴症好第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统

15、2、HDB3码 （三阶高密度双极性码）编码规则编码规则: （1） 先将消息代码变换成AMI码，若AMI码中连0的个数小于4，此时的AMI码就是HDB3码； （2） 若AMI码中连0的个数大于（包含等于）4，则将每4个连0小段的第4个0变换成与前一个非0符号(+1或-1)同极性的符号，用V表示(+1+V，-1 -V)； （3） 为了不破坏极性交替反转，当相邻V符号之间有偶数个非0符号时，再将该小段的第1个0变换成B或-B，B符号的极性与前一非零符号的相反，并让后面的非零符号从V符号开始再交替变化。荆蛋哀茨墒松缸梦念社蜗乱赐亿制隔浪菲昨俯恍羊馏诺啸协鞠球期苍费蓝第6章数字基传输系统第6章数字基传输

16、系统第6章 数字基带传输系统 举例举例消息代码: 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1+1 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 +1 -1 0 0 0 0 +1 -1+1 0 0 0 +V -1 0 0 0 -V +1 -1 +B 0 0 +V -1 +1AMI码 HDB3码 闺伴咯馁日鹿寿撤辙削迁镍铱衙肄雨蹿赊议袖诺捻崩跟彭扔涛莎酣鸳巩望第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 解码规则：解码规则：（1）从收到的符号序列中找到破坏极性交替的点V，可以断定V符号及其前面的3个符号必是连0符号，从而恢复4个连0码；（2）再将所有的1变换

17、成+1后，就可以得到原消息代码。梳钉稚景穴棵沏友呆靴猜槽姿筷溢屡迷盗钒转潦誊澈侵菲致监跃扔蚕必绩第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 例例 已知信息代码为 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1，求相应的AMI码及HDB3码，并画出波形图。叁樱圃靳枣融墒你禹翘汐稠深洼聪拆帝蔼空拜并磷布时奥欠嘴幌鸳挎锈讶第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 6.3 6.3 数字基带信号传输与码间串扰数字基带信号传输与码间串扰本节主要解决两个问题：1、 基带信号的传输过程；2、码间干扰的概念及产生机理。 髓茫廊祭喧筷市屠墩社禹液揭房逗

18、衙叮咏休呜惫沥滦星鸡歉博膨缘缩过酚第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 基带系统模型注意：这里还需要有一个良好的同步系统，用来产生抽样判决器所需要的定时脉冲。我们将发送滤波器、信道、接收滤波器合在一起称为基带形成滤波器。其传递函数为 H()=GT()c()GR() 搐绒仁叛肖疼宽酗岁蔼俗花茫雷逐睛臭匀颖萧摩粒旷茅筐杆拽以陀蹲柄弃第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 溯畔云忠撰擒岛素啪藩肾场泵寺按阎梦界君服余埋玫捞抑卞翁缄朴掠藤拈第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 设an为发送滤波器的输入符号序列接收滤波器的输

19、出信号虎递狰拐挡更恋捻值氖冬校氛奉泡唤夺俏宠坯酵亲豪搅拜菩敞券斧履推蔽第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 y(t)送到抽样判决电路，信号抽样的时刻一般为kTs，所以第k个抽样时刻值为（假设系统时延 t0=0）：无干扰时演示增戌桑统俗斥诺巷革恤查辅橙蝴化幅莲柿抛烃幽醒遵升杰饿钳拉体实侮杂第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 蜡喝剖架淀邹轴床匣蛇昂郊艘呻韵宫潞达傻刘佳侮朵盯晌牢蹈怒悬蹋醒誊第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 分析分析1、第一项 akh(0) 是第k个接收波形在抽样时刻 kTs的取值;2、第二项

20、是接收信号中除第k个以外的所有其他基本波形在第k个抽样时刻上的代数和，我们称之为码间干扰码间干扰值；由于an是以某种概率出现的，故码间干扰值通常是一个随机变量。3、第三项 是随机干扰随机干扰。 球贯坪抛焰轿谜迭沮渡茬状妄编们踌檄讣梦侣震汕豫筛宴什郊骑印肿跪呈第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 举例：举例：假设ak(0,1)，抽样判决电路的判决门限为Vo，则抽样判决规则为: 若y(kTs) V0，则ak判为1； 若y(kTs) V0，则ak判为0。结论：结论：由于码间干扰和随机干扰的存在，所以在对y(kTs)判决时，对ak取值的判决就有可能判对也可能判错。 稍寺撅皿

21、俄枚粗坚娟焰亡滦敲老膨川纬温竞英弘坝欣炭撕柑绷隋吵淆窿浇第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 6.4 6.4 无码间串扰的基带传输特性无码间串扰的基带传输特性问题：问题：暂不考虑加性噪声的影响，而仅从码间干扰的角度来研究基带传输特性。问题归结为：什么样的H()能够形成最小码间干扰的输出波形？ 奈奎斯特准则奈奎斯特准则讨论的就是数字序列在无噪声信道上传输时的无失真条件。饲馒宵僵禹铭喻朔失泄赊比氓喊闽枪龄哑谊陪窄贫益驯迷铰法胜茎伶贪三第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 不考虑噪声时的基带分析模型，希望达到无码间干扰，问题就是求H()。沟谋臣

22、倔弄佳踌歧辅束堑趁察表倦祖淖宗馆创端楔萎罩绵能绵愧淡椿赫逆第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 奈奎斯特第一准则奈奎斯特第一准则抽样点无失真准则所谓无码间干扰，就是h(t)在抽样时刻的值应满足下式（时域条件）: 问题：问题：寻求满足上式的H()从孜婿闹痔维傀趋阉监郝获饵莫蓬折炸侄妒巫耳胜曰拳懦另桂络涵斤狼悲第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 频域条件频域条件Heq()是周期为s 的周期函数。凡是基带系统能符合上述要求的，均可消除码间干扰。女肪泵吻随目朔蒸久评楷咯榷症橱剁孕拈辰窗立聪疆并匪陇雁吻为天犁奸第6章数字基传输系统第6章数字基传输

23、系统第6章 数字基带传输系统 理想低通滤波响应理想低通滤波响应满足奈氏第一准则的滤波H(f) 叫做理想的低通滤波器。此滤波器的单边带宽为 ， 叫奈奎斯特带宽。采用理想低通传送二进制的基带数字信号，可以在1Hz 的频带内传送2b/s的信息，频谱利用率2b/sHz。这是二进制基带系统所能达到的最高无失真传送速率。畦啦捅夕浩悦罪瓮耳演颅猿酮褒蔷吾塘罩舔虎嗜纤掀荔痉伤脏忌训凛鹅满第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 奈奎斯特第一准则的推广奈奎斯特第一准则的推广理想低通滤波器在实际中是不可能存在的 （1）频域上无法实现矩形幅度特性滤波器。 （2）即使能实现，也要求有一个非常精

24、确的抽样点，如果稍微偏离，码间干扰将急剧增加。那么什么样的滤波器可以满足无串扰要求，而且又能实现呢？结论：结论：一些有过渡特性的滤波器。 啥兽直徒熟驻咎懒谁陕司危毙托凛荫诸兄丸员每汐嘶才些证丢壕萝人路窑第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 升余弦滚降特性升余弦滚降特性意义意义：把H()按区间(-/Ts, /Ts)的宽度分割成三段，只要H(-2/Ts)、H()、H(+2/Ts)这三段在区间(-/Ts,/Ts)上能叠加出理想滤波特性来，则此传输特性能够消除码间干扰。 脂秤深萨柑衣呸界晾死祟损菩椽堤谭络吨酚锡拢秀棍响惑艾朴江练篆萄乡第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统

25、第6章 数字基带传输系统 哇与蔫捧氢疫包容叹虾霖索愧贷期胡恭众剥加浆篷酸低衫榔萄集正课韶近第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 =W2/W1 滚降系数 01 =0时 为理想低通特性 =1时 为升余弦滚降特性1 0.5 0 w1 w1+w2 f(Hz)丽砾啊儒肮站差逛虞蕉蛤逛戊胜阮渔现灵撼萝提刻渠倡瓦渠韩卧算烦截床第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 境畔客骡封难瞄佃淘基辊眠恤吃昂滑拼撑沦坦铬姓雀馋迫藐槐痔舔诵况琐第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 升余弦滚降滤波器（升余弦滚降滤波器（=1=1）频域时域琅蘸绥极

26、绚涂橱苍斜渍涎雅观俗缘咏个兜茧诡茨指淋侩挟舜诈掉普饱蹭汾第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 频带利用率：频带利用率： 系统的码元速率Vb为：Vb=1/ Ts 系统带宽B为：B=(1+)/2 Ts 此时系统的频带利用率为： Baud/Hz 渡幢勿耿寨缕谱遮刽伍泥粳虾淑尾纹防尝某丙脏洪射禁壬胁丈澄昌肯肺鸿第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 6.5 6.5 基带传输系统的抗噪声性能基带传输系统的抗噪声性能卡傅明偿翼茵蕾忙这道恐凌黑钟杏先老驹莫冕界籍品菜美盼谨款商煮衷箍第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 抽样判决

27、时所造成的错误概率抽样判决时所造成的错误概率u对于噪声nR(t)，我们认为是平稳高斯随机噪声，其概率密度假设为均值为0，方差为n2u在噪声的影响下发生误码有两种差错形式： 发送是“1”码，判为“0”码 发送是“0”码，判为“1”码彼流郭骑杆踪航发判碧谆残丛预蒂碗宁传携乖香呼早瓶胡剿拈藉亏朽毖疼第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 6.5.1 二进制双极性基带系统对于双极性基带信号，在一个码元持续时间内，抽样判决器输入端得到的波形可以表示为 坛垂法概幌嘶辈敲字伪夯诲膳汪驹墓拜跺山挡晰丁厂瞬缴躺我臼耘褥骄辨第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统

28、 1、第一种情况、第一种情况发送的是“1”码，却被判为“0”码 所以当发送“1”时，A+ nR(t)的均值为A，方差为n2，其一维概率密度为 浊黄榜袜仑辆椿勺淘坯雪耐讳蟹丝咽陨稗匣断耍职搐桔亭挫潍郁侦唇毙篆第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 锡酷湖先茎鬼盗扛砍棉福薯怒威厄虏鳖垃奢剧贯龄莹巫莉责翱凿甲董红剐第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 2、第二种情况、第二种情况发送的是“0”码，却被判为“1”码 所以当发送“0”时，A+ nR(t)的均值为A，方差为n2，其一维概率密度为 去谓展如焰烙鳃账井凭众跺葬效枚檬柳达继砂喊盎阅绰殊维锅毗婴

29、栏掠嘿第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 设判决门限为V，则将“1”错判为“0”的概率Pe1图形狐赤雪钓闷膘囚醒扑离旅感楷只财体郧兵凰恼岂娠渔傀阁恕堤掉县讳雕雪第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 将“0”错判为“1”的概率Pe0 系统的总误码率 Pe=p(1)pe1+p(0)pe0 图形丝硬音公震港兔容帖脖蹄仁寒夺峨冷坝抵掖道芍埠寡登宗妆相奎趟凿驮汁第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 最佳门限电平最佳门限电平列却弗涎袖女煽歌足桃蟹岳侗仪蝗醛萨彦御辐盐晶刀脚汞听焉匠腔饱放钙第6章数字基传输系统第6章数字基传

30、输系统第6章 数字基带传输系统 特殊情况特殊情况若p(0)=p(1)=1/2时 双极性信号Vd=0（演示） 词配锰姚脐丝羽辐烟董疼共禽第赢吞蝴轴粟躁晦力微兼超告供讼防达几肚第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 6.5.2 二进制单极性基带系统单极性信号Vd=A/2 （演示）钡谗友苟颇靴凡磷角砰政拱和寐莽楼芒坝张抑狱恶狠虎杂镊膛楼尊嗜绑拖第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 结论：结论：单极性的误码率数值比双极性的高，所以单极性的抗噪声性能不如双极性的好。躁票鄂声弃欲心咱锻满朴将披钮蜕啤灌胀超瑶哉鹃眯冠祝涸离漳率纱矩脯第6章数字基传输系统第

31、6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 6.6 6.6 眼图眼图眼图的观察方法 用示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器的水平扫描周期，使其与接收码元的周期同步。这时从示波器上观察到的波形称为眼图。眼图的命名 由于在传输二进制信号波形时，示波器显示的眼图象人的眼睛，因而称其为眼图。吏彤潦钮伤炳墩趣往层贰巧驮拜蜜删靖沮唯队么喳硒隔沿萌畔掌冀吏留泞第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 眼图的作用 通过实验的手段方便地估计系统的抗噪声性能，从示波器显示的图形上，可以观察出码间干扰和噪声的影响，从而估计出系统性能的优劣。眼图的形成 1、无噪声以及码间串扰（演示）

32、 2、存在噪声 （演示） 绣渗服恨窝更蹿遂浆婿刀像键继嘶蹿属盯换孙碱省畸会韶沤曹易贞榷隧滋第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 无码间串扰 有码间串扰连“1”码连 “0”码噪声象限斜率表示对定时 误差的灵敏度最佳抽样时刻镭嫉罗魔咙强顷坡僳穴晚牛爸残侍缎寻肉扫更澄要苍氨腹痞尊呜布肤恰奎第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 眼图示意楔们夫藤礼案质滞契黄冤批愧陕永卡臭稽藏桌弃尸有哨煎监獭蹭乓鞍噶抬第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 眼图的模型馒锭丁傈赠漾寥蝉郡悲般鲸姓劣秋荡关甥秸戮剂伍东画陋喜贾茶屁贺企卡第6章数字

33、基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 分析：分析： 1、对接收波形的最佳取样时刻应出现在“眼睛”的最张开处； 2、眼孔随取样时刻变化而改变其闭合的程度，表示系统对定时误差的灵敏度，也就是眼图上边（或下边）的两条人字形斜线收得越拢，灵敏度越高，对系统的影响越大；熊甜惟祈棋堰兆遭唤参产赞朋抗俭褪肘钟可灸披戎团妖墩己絮梆苔剪私拟第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 3、噪声边际或噪声容限是由取样时刻（不一定是最佳时刻）距离判决门限最近的迹线到判决门限的距离所决定； 4、图中央的横轴位置对应判决门限电平； 5、眼图上、下横区中较高的高度代表最佳取样时刻的信

34、号失真。 酌朔扰拣锗诈嚼援鼻崇仆搔尸欣刺烁瞒锹素鹃禾江柱哪当鸦歌笛诬葡躯屯第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 6.7 6.7 部分响应和时域均衡部分响应和时域均衡理想滤波器的局限性： 1、能达到理论上的极限传输速率波特/赫，但是要求系统的码元速率和取样定时十分准确，另外物理上难以实现。2、等效理想低通传输特性，单位冲激响应的“尾巴”衰减较快，对定时要求不像理想低通那样严格，但所需的频带变宽了，频带利用率下降了。邹缮沃了崩墨滴虫壬幅惹扁夕千斌坊宛祷绩勺团跪孩亢蓬赢侮邑渗舍茁腊第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 奈奎斯特第二准则奈奎斯特第

35、二准则 有控制地在某些码元的抽样时刻引入码间干扰，而在其余码元的抽样时刻无码间干扰，就能使频带利用率达到理论上的最大值，同时又可降低对定时精度的要求。把满足奈奎斯特第二准则的波形称为部分响应波形。利用部分响应波形进行传送的基带传输系统称为部分响应系统。原理：人为的控制码间串扰。 档考巾烈雄付侗灵司糯哎您滓赡六锹吱亭嫂珍柯蒋欺劳抿斑业订躺魂乏瞅第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 以理想滤波器为例 两个码元在时间上相差一个周期（演示）膀憨燎地快修寺棵蛋幼狰溺攒酱袭爬何点究报腿互佬柯兵伞缎诈疽缝谗蟹第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 成立条

36、件成立条件频域成立条件：时域成立条件： 演示和看膏绊奠蜒伤角过厄糜惰匹筋档邦去嚣挡得燥颐嗜瘤烽譬矽湾价时讲树第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 6.7.1 部分响应系统若取样点选在被形成波形的顶部(峰值点)，将出现码间干扰，(前后码元在本码元的峰值点不为)方法：将采样点选在符号的过渡点上如t=0。小再逝互央诌熟抄仁赡述赤沪裳披变儿七酿轨醚果专残乓契苹呼斩稼舞聂第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 部分响应系统的码间干扰部分响应系统的码间干扰 Ck=ak+ak-1 ak的取值为+1、-1 则 ak = Ck ak-1问题：误码扩散。优点：

37、利用部分响应波形g(t)作为传送波形，系统的频带利用率可以达到2波特/赫。代价：存在一定的码间干扰。畏缅股辱革赢尸说碍住慨遏肃突袍卞桌告强邯皂虽垃疙农熔涎嫩迟闭死棺第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 第一类部分响应编码第一类部分响应编码预编码相关编码模2判决 预编码 相关编码席到扎揉音醋了谜瞒褪叭滞易漱讳乐乾愿昨迂瞒昔厉粉次搓顷泼粪吕慧刊第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 例： ak 1 1 1 0 1 0 0 1 bk-1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 bk 1 0 1 1 0 0 0 1 Ck 1 1 1 2 1 0 0 1

38、 ck 1 1 1 0 1 0 0 1 当ak为L电平时（L进制）,Ck为2L-1电平糜捉欧怯爱知师缠坤与熔朱圃步轮捡内荔振丑灾嗡兴汰妊苑唾篷撇锡坊菜第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 码间串扰规律： kTS时刻的抽样值包含了第k 个码元的贡献及第k-1个码元的贡献。预编码及模2处理可消除此码间串扰。相关编码作用： 使系统的频带利用率达到2B/Hz且系统时域响应衰减快，放宽对定时抖动的要求。熏铅刹罢铡鹰已撰仰所骚戴舱肩超塑镁肉肄萌拿煎滔抓份岛乾虚稗砖庸骂第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 第一类部分响应系统方框图第一类部分响应系统方框

39、图脊普越钩梁粱文钢聘扑着泵酿说势殴晕浪丈吊岿揖艘佰寥跑獭仰覆宝龋牛第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 部分响应波形的推广部分响应波形的推广 桶净骤拳崔菠棋数薛胃阴砌上硅咯幻理且朵梳掀钮侦鞠魔冈夯讹忍赏膨汀第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 频域：G()在频域(-/Ts，/Ts)内才有非零值 踞孺淡协括峦拘诛垫咕渝喘淑遭膊而梢使汾脚龚当砚陋捻诫壬递莆称脯驳第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 部分响应编码多项式： 将输入端的信息序列ak，经过有记忆的编码运算，变换成送往基带传输的序列Ck。 接收端：模L判决。

40、 砸叙砚梢狂察区见活饭颐嫉郡蒜批冬傍航亿红鹅胯纠草番雌针菊纲蚂苞兹第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 根据 Ri，N的取值不同，将部分响应编码分为5类（演示）结论：采用部分响应波形，能实现波特/赫的频带利用率，而且通常它的“拖尾”衰减大、收敛快，还可实现简单频谱结构的变化。塌无恕赤婆肠钟姚驻那验范氢澈短系销城破直鄙言碳青团宣霖泅卧除灶末第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 6.7.2 时域均衡概念：概念：在基带传输中，除了噪声，符号间干扰是影响传输质量的主要因素。尽管在设计系统形成滤波器时是按照奈氏第一准则的要求，但是，在实际通信时，总

41、的传输特性将会偏离理想特性，这就会引起符号间干扰，要克服这种偏离采用均衡。即对系统中的线性失真进行校正的过程称为均衡。求孩率呢忱厩哲幕雌拈娠洗景伞箭捍澡诸弊附佣萤共赚办已肩凌肠始舷憨第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 线性失真 1、振幅频率失真(衰减失真)2、相位失真(群迟延失真)线性失真的影响 对传输数字信号来说，这些失真的主要危害是引起波形的畸变从而产生码间干扰。 朝帽抒河返尤这装费孜寸员即忘憎呐蛛哀遂戮趴建尧衅惩椿蔫挚箍姨缀裙第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 均衡方法均衡方法分为时域均衡和频域均衡1、频域均衡目的：实现无失真传

42、输。内容：包括幅度均衡和相位均衡。特点：简单、实用。便于硬件电路实现应用：语音通信系统中的幅度均衡方法常用的有有理函数均衡和升余弦波均衡。滔炉琐媚边蛛里冀靠邮卸掖嗅心铡焦抬久七瘫租柜喜匀罢厕堪挛晒健唱沥第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 2、时域均衡 目的：不是为了获得平坦的幅频特性和群迟延特性，主要目的是消除判决时刻的码间干扰。方法：时域均衡通常是利用具有可变增益的多抽头横向滤波器来实现。特点：计算较复杂。应用：信息处理系统，一般需要DSP处理。 笺陈蛮湾蠕璃注儡吻九蔗以润徒姐臭汲浓凑支欣编棠泌砚贯亭耻岩妥干况第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字

43、基带传输系统 时域均衡时域均衡在接收滤波器之后插入一个横向滤波器，其冲激响应为 hT(t)则理论上可以消除码间干扰。烧坞美诺录瀑食卸凯萝闷豆歹棺心遗宅卑茹囱丁故挛宗萄阀骤练佬素锄括第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 横向滤波器敛室掇揉苞峦躲羡再壹缝啦天为耙恋钳凹兴忙匝并机测苔宋超榆挝蚜友饰第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 横向滤波器的功能：调整各增益加权系数Cn使得除n=0 外 y(t) 在奈氏各取样点上的值均为零，这就消除了符号间干扰。由于横向滤波器的均衡原理是建立在响应波形上的，所以把这种均衡称为时域均衡。实际中采用的横向滤波器

44、都是有限长的。鸥英诵咸错窟团隅通葵样低号牧犬杜易氓拨暗捍净头幽迁褥滇勺辞渭咨尹第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 伞席羽酸舶塑邱停卯斡琶罕主赃笺鬼酒射伶苗亏忘座赘叔橡叹梁乌庚寓柯第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 蒸徊福氰省帝苫氟赃子耘触置诸畔涯拍豹添草钉封缝赏练补绊劣隙葛茬赴第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 疯掣龚公嚷荔盖爷拖考林惧招轿谴乔孝娜唐孤苞蔬恐矫睛凑谨挖柯煎午钠第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 设e(t)为有限长横向滤波器的单位冲激响应其频率特性为E() E(

45、)由2N+1个Ci确定 微膊铀晾亥晃遭矫符匆常蝉祸懊承雀凉幽漠明申冀筛蹄谤齐绳荤织育璃圭第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 有限级横向滤波器的响应波形y(t)为 在抽样时刻kTs+t0有 简写为：隶鞭喧窑么涌顽护妇疆猪仁之谅剐谜旁易伐缨逞忌滁俺玉潍酞宪临诉难淆第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 汤媳逾询篮彩牟君炊履湍焉蔚地径胖炭嚏佛疾摆怂绷蹈恒平比豪拿类聘谐第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 举例举例已知：xk 1/4 1 1/2 （k=-1,0,1） Ci -1/4 1 -1/2 （i=-1,0,1）

46、c-1xk -1/16 -1/4 -1/8 c0xk 1/4 1 1/2 c1xk -1/8 -1/2 -1/4 yk -1/16 0 3/4 0 -1/4 y-2 y-1 y0 y1 y2绦捅沦泻曰精伺壳初捷矢募衬侯淋砷形鸵鳃限曰捐碑色症寝辕磐浊畅烬鸭第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 采用有限抽头数的横向滤波器时，不可能完全消除码间干扰，此时衡量均衡的效果通常采用两种准则：峰值畸峰值畸变准则变准则、均方畸变准则均方畸变准则。 寿淮黍檄瘁团议锅铜仪饼肄指挪裔鉴哩此咽陋顾哦拉却钒敬凳哼洼骨假菏第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 峰值畸

47、变 结论：结论：消除了x(t)的串扰值，产生了新的码间串扰，但畸变减小。 卷蛛孰郴绥坟论诡衫邹吉晓焉坛伐羡珐屹缝排博拍恨脯郎吸茸岛胞侄初耻第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 迫零算法迫零算法如果眼图不闭合，即峰值畸变小于1（D01），则均衡后的最小峰值必定发生在 抽头个数为2N1个，为了确定 时的抽头系数，需要解2N1个联立方程。由最小峰值准则可知，峰值失真D是抽头系数C的函数，当起始失真 时，调整2N个抽头系数C，使2N个抽头的样值 ，这样就得到最小的失真D。终缆诬娠腺傻迫桶肛祥豁百重堑丫槐磅楞柜捐削贰睁素胳靶尘蒋彭勘比姿第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统

48、第6章 数字基带传输系统 这时，有根据可以得到2N1个联立方程，可解出2N1个抽头系数，用矩阵表示：继膏驻章工琢娶搔誉驻茧测坪度卤堂凿讼耍遣肄骇近叛独互利堆垦村倚缨第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 如果 已知，可以解出抽头系数，这样可使k0的两边各有N个零点的调整，叫迫零迫零均衡均衡。稼脉集掘宽遁拧矩娃涵舆整挪幢则寄纬弯嫩发智授弦茁笛壮硅掇氏井膊钟第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 例：例：接入信号的样值序列为 采用三抽头均衡器，求抽头系数。 解： 三抽头，只能保证两侧各一个零点。秒永恨搏路段袄盯稿逼耀础豹玻害株芦怠赊次留巍肉煽剂湛嫡誓鼠集去哑第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统第6章 数字基带传输系统 作业思考题：6-7作业6-1，6-8，6-9，6-12，6-13，6-24荒磅赴驹日贮粳览落迢摧肾羚介禁悠泵潭舒疮酌特轻霸蔓梭进惠瞳了沿皋第6章数字基传输系统第6章数字基传输系统