北京邮电大学《通信原理》课程讲义-数字基带传输系统(3).pdf

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1、5.5最佳基带传输系统∑btnbδ(−nT)∑atnsδ(−nT)st()rt()a'b'n码型n发滤收滤抽样n码型n信道编码波器波器判决译码GT(ω)C(ω)GR(ω)cp(t)()nt()位同Cω=1步器e−jωt0He−jωt0¢无ISI：GGTR(ω)(ωω)=H()=(ω)升余弦−jωt0¢AWGN信道上的最佳接收：GG(ωω)=*()eRTGGTR(ω)=(ω)=H()ω=H升余弦()ω15.5最佳基带系统的性能¢二进制双极性不归零码1⎛⎞EbPe=rfc⎜⎟e2N⎝⎠0¢二进制单极性不归零码(E=0,E=E)12b1⎛⎞E

2、bPe=rfc⎜⎟e24N⎝⎠0¢L进制PAM12⎛⎞13⎡⎛⎞E⎤=−⎢⎜⎟⋅b⎥Pe1rfce⎜⎟2⎝⎠LN⎢⎝⎠L−1⎥⎣0⎦25.5举例¢某基带系统的信道是理想信道，带宽为2000Hz，今欲以M进制PAM方式传输速率为6000bit/s的数据。¢请给出这个最佳基带传输系统的设计,画出系统框图(包括发送、接收滤波器)。要求：①进制数尽量低；②滚降系数不低于0.25且尽量大¢画出发送信号的功率谱密度。¢W=2000Hz，最大可实现的符号速率为4000Baud.取M=4，R=6000÷=23000BaudsR22Ws10.33■=α=

3、−=W1+αRs35.5举例(续)∑btnbδ(−nT)∑atnsδ(−nT)st()rt()a'b'n码型n发滤收滤抽样n码型n信道编码波器波器判决译码R=6000b/sR=3000BbsTT=2GT(ω)C(ω)GR(ω)cp(t)sb()nt位同步器GGTR()ω==()ωωH升余弦(),α=0.33*−jf2πt0GG()ωω=()eRTP(f)s2σ21PGaH1.0■sT()ω==()ωω升余弦()TTssf(KHz)-2-1.5-111.5245.6眼图¢用实验的方法来定性地估计系统的差错性能。¢具体做法：用示波器观察接收

4、滤波器的输出信号，然后调整示波器的水平扫描周期，使其与接收符号周期同步。从示波器显示的图形上，观察出ISI和噪声的影响，进行性能评估。传二进制信号波形时，示波器显示的图形很像人的眼睛，故称之为眼图。st()接收rt()识别nt()滤波器电路示波器55.6眼图：二进制信号连‘1’连‘0’无ISI有ISI65.6眼图照片¢二进制升余弦谱信号¢三电平部分响应信号75.6眼图模型最佳抽样时刻对定时误过零点畸变差灵敏度判决门限噪声容限幅度畸变¢眼图张开的大小反映ISI的强弱¢最佳抽样时刻：“眼睛”张开最大的时刻¢对定时误差的灵敏度：斜边之斜率¢信

5、号幅度畸变范围：阴影区的垂直高度¢过零点畸变：阴影区的水平宽度¢判决门限电平：中央横轴¢噪声容限：抽样时刻眼睛张开高度之半85.7信道的均衡¢均衡：利用可调滤波器去补偿基带系统的传输特性，使包括可调滤波器在内的基带系统的总传输特性满足实际性能的要求。这种起补偿作用的滤波器被称为均衡器。dt()Gxt()y(t)抽样T()ωC(ω)GR(ω)T(ω)判决ht()()Tcptntht()(⇔Hω)()¢频域均衡：利用可调滤波器的频率特性去补偿基带系统的频率特性HT(ω)⋅=(ωω)H'()¢时域均衡：直接从时域校正系统的冲激响应95.7时域

6、均衡¢如果一个基带传输系统的总特性H(ω)不满足无ISI条件，在接收滤波器之后插入一个横向滤波器，其冲激响应为∞htTn()=−∑Cδ()tnTsn=−∞其中C完全依赖于H(ω)，那么理论上可消除抽样时刻上的ISI。nHT()ω⋅=(ωω)H'()∞⎛⎞2πiπ∞∑HT',⎜⎟ωω+=s≤htCtnTTTTn()=−∑δ()si=−∞⎝⎠ssn=−∞∞−jnTsωTC()ω=∑neTTπTsssjnωTsn=−∞Ce=dωn∫2−πTs2π⎛⎞πi周期为2π/Ts∑H⎜⎟ω+i⎝⎠Ts105.7横向滤波器∞htTn()=−∑Cδ()tn

7、Tsn=−∞δ(tT+s)δ(t)δ(tT−s)¢时域处理，非因果无限冲激响应系统¢抽头系数可调的通用滤波器结构¢抽头无限多，理论上可完全消除ISI115.7有限长横向滤波器NNhtTi()=−∑Cδ()tiTsyt()(=∗xt)hT(t)=−∑Cxis()tiTiN=−iN=−NNyk()Tsn=−∑Cx⎡⎣()kiTs⎤⎦yCki=∑xk−iiN=−iN=−调整C，可使某些y=0，ISI得以减小，但不能完全消除ik¢最小峰值畸变准则¢最小均方畸变准则1221D=∑ykε=2∑yky0k≠0y0k≠0125.7迫零调整算法¢均衡器的

8、输入峰值畸变1D=xx0=10∑k⎯⎯⎯→=D0∑xkx0k≠0k≠0¢均衡器的输出峰值畸变NyCki=∑xk−iiN=−NNyC00==∑iix−1CC0=−1∑iix−iN=−iN=−,0i≠NN∴=y