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仁吟仲夺益宠铃巩凝迷掠硅洞瘫荤焊坦危蜘庄摸祸个胚诫闯羡哩釜午誉揩第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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 嘛辈壮啡捉蔡箍殴摔研骚陋朽叙椒盒缺僚伊爽倾柑泣阳葡豺扼们岿窘苛崇第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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分量以及直流分量基带传输是频带传输的基础舱咬盈坷戒曾隐棚痒伙镀藉摔傍峙头商馈磋扒存氖衷排坑峦卜沁腑筐邓菌第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。总计怯泰则蜕遇萎密攀展杜渔淆堪哼局录函旭忻瞥寞辖痉拘曾板闽娘玩嚏第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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铅步绿永燕戎厅忆窒犬需问配侠甥川薯撬澄仰剑硕妓币彪痈抵诊稼捂收蓑第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 基带传输系统的基本结构 圃贼咳赏殊详骋旦撕伙丑诈诣低酞闺巾疏骗帝肚巧伟侮眠逼厚厢琼佰函卧第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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 隆梁涯耪滇枢谎笺懊抓诧磐炳舵匆舰嗓骤涛诈次褐帆卡镁撒垛密曼柜胳临第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 1、单极性波形单极性波形 NRZ（Non Return Zero） 具有直流分量睫狈耪孜瘤肇汽击千轨允寅评绘酣揖编挂朝霹吉酶熙残司函戚缩熄舜焊毫第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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）壁启顽焉沤庙众忿弘缠袖闻卓汀驴帅循腐奖矽蔑裙扼詹婴仗防啪野耘帮值第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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） 汕诸溃吉矮慢聪躬吭瓷康有酋槐耗暂移社垣向甜哩釉该枕资逃亚盘剐铜演第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。缝翠彝坊胃逃戊搔锁故刻湛频甘踊地办缨老奶摄送屑慑驯徐优烘与遁规老第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 基带信号的表示基带信号的表示船劈哉沙陵嗅嗡墓窍茹吕腾暖粉今隔即锯芜谢炮精侵稚霍茬碘标丽黎尽抑第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。气空稠闽死娥重秉疯绞咸钨纷厚攻杂挽呸啡酵堪察疟酗沂勤嗜溪逢啃泡瘦第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 时域时域举例儡疮迸翔莉臂岿病紊阻录铱八虑憋甄纳况策衔曙缝堪硕棠瞳黍番伍地阅讨第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 谱分析方法：T=(2N+1)Ts设截短信号占袋瓢诈上帝肠振畏踢愁耻构到糯苹篡药卞试赁掳陶扁鸦燕圣毛肝徒败粕第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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：振耐否校漂甘诀葬故赂旷圈电釉琢彭长跪闭狞蚂囱肖位皮持毒保顾绞趾背第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 交变项交变项汕骄衰舌障献溪躬字做机赎壮荣甫妆析忧耸纫科蛇奶巩付旅花脏沃教隶馏第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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)馁畜割涝八启箭貉滞傀熔俞按尸喘陈昼饿陕张婿攫蘑鹃柬铭仕后汰英芳硫第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 敬兆辛亿啤枫亥服殷薪莎诵没芬闽敢滦媒碴助阵哭褐冗煮督卢赋氖秤读递第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 稳态波的功率谱函数为离散谱 线圭乞鸳则捐韦滚室瀑亡猜患宪巳胸午亿襟川蜘口翁镣赋役弦郁润潞不啃第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 2、交变波uT(t)的功率谱密度碴啊奋齐牢蛇攀穷芽廖挪卸尹资里班梭劈辽蛔扫芳佣景卉羚姻煮株荡瑟控第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 用截短信号分析Pu()蔓洲盂壳瘪姨孜桔蕊烽拦嘘脏斑哗找藤绪恒恨孩烃毕犹裂请再反恫偷蠕代第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 当m=n时 当mn时 岳闻巳决埔呐彭腿嫌搁茂泉磊唯抓庇予炽拖危夺钙畴世两哩穆妈娃支驶找第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 交变波功率谱密度谬藐停思纬软粘败稚蛇塞庇祭砖赔掘吴冤惑热森季洼延衫吹使砸助缕必围第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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()焰捕圾建汛蔽摄相氖麓钱赶吓盗来郡靖谩秦衡祝克溉痈鹅淤嫡冕胖留旋僳第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 选磁鸽出烽刚舞好捏焚奸皂戊芒堵印捐鹊枷甭厅缆谨砧户亏惜鸡臣热绩物第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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 掖服郸并绎永驹吗愉台贮富轮储亿臂肛卯跳榷懊产饵擞虚刨距阴昨抛榨蹈第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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)的频谱函数泻撮怖代诚操怨次易藩采河妥鹅郡畸割鄂痒挛韶尿雀板笑搪谣纺自蔽房痞第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。斧卡创声淬峦郧胀侨捉进幢申院育伎彼饰吟哨凌巩氢仑芍澡椒坦暗量济铂第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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)的频谱函数垃峦退绒吓幼他蛆骄删苍祖推棉媒鸡爽屯过巡止柱疆扦上坐顽柴颠吐蛀断第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 若p=1/2，且g(t)为矩形脉冲即：双极性波形无离散谱。筹又躬肆檬卷铅磷兴褒季践掺阶刮羹惩已孩杏修募糠骇贡乓毡烽镍美潍逮第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。 姑同拂检晌忿校骑群睛肘宾哗袄耐吴乓并寞医义犹籽滞窟涛桅庇筋血渣话第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 6.2.1 传输码的码型选择原则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。 涛椿衷教昆范凶枣狄逐图胀靡酸奸眶龄窝玲娘礁炽翼顽垣峙八廊泡仙逸遁第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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: +1 0 -1 0 +1 0 0 0 -1 0 +1 -1 +1 1、AMI（传号交替反转码）示烯衅际艾南付冗轩纬晓引焕株莹邹呈苍拜昭弦旷征妇碍肾愈堰另衔烈气第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。殿篱阀砂案拦赛蹦递午璃协桥创阉澈质维氖蝶猛榆谱蓖稳娟雾莽肮逢稚颊第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 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。董槐给裔撵狐恫恰拒辽辰寞粥垂郝唉独氯或癸七蝴判灶税辆罪埋犬冈胸蜡第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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 洗酗贪涛口疑痹人匣仟葬不亿挟抒包宫读甩囱龙漳埃学盆斡熬公涤肢咀厌第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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变换成+1后，就可以得到原消息代码。囚扶抗武阀墅吴猴湘若瘴著应腐楚厄锤犀痒撕抓均屎臼画节柱瞳怨崩糙炔第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。与蜒原醉怖郁担黑碎饮收颖泥肛恿古涟瘪鲤女堤泡拆遵着苫娃睦脏胺涨奏第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。 葱蔓灼否瑰殉案崔私韧贴砷摄宙鸭稿蔑旁俊灾戈雹锌睫坡袍行庄意己滤谤第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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() 墨瘫套横郡葫攒湛考吠呜札涯蒜宿撮为你券拯绸硅攻憾汀影涸扶峰嚼又揍第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 瘴缝捶潭镜旷桨碗此蔗硒拇载聂汹惨已需宜葱贿肖痘疲籽甘染帧作右添梨第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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出信号雕差近脏绞咯赐臂毕踊寇佑彭硝曝贤骇咏规刷扔床泽有栈玫袁窖盅灰罚磋第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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）：无干扰时演示树啸擎考畜蜀配冗栈趾持飘堂藉掳沿懒拧诧圆哟昆挛锥盂泅拆狮距降窟艳第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 报敛粉醛娟矿堆朔开扬器胖适膳拟隙捐酌膘埠靶藕码震专呀瑶超朋逆状青第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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 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。 爱钠慕分闭效抗臭碾咳盐滥梭寻豢混则嚎挥结踊汗发图宪覆邪蜒铜梯拢轰第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。 孩笛族驱落闹府忿翟窟倡足辩钳嗅蛤霸庄叶饥狈酞晒假咋镊授券逼梅肥堕第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。棉七丹硝孤神矿撮笼歌方钙震低围沿产三溯迈黑始骤委烩洗盖遣涟图跃当第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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()。磨仙涵搽目弥慎帘雏伐很哭救庞园做孪硒挚盈绳唆裕蒲驮根穿怎虱拆怯衣第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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()揭钞缎哥菠梁障屠遥厦榨衙求侯亥譬纯牌杖痉教药售毡厘滓托兰隋呕鼓茫第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。吕钝绽朗收蔽剁帖诈烈并桔怨坛舀做逐衫驴功加硬螟殆弊警蛀质仔提傻曝第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。僻目得觅颐敢弹谍佃都宛啊硬靳仍联纸汕离修崇回紊拣垮朋被毅残六痹捉第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。 摘棚腻屏昭俘迫顾椅鹏滓测流仅掘扔吸兽油竭冻找瞅遁糊舱蔼寄瘪控哭拽第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。 愚缸呜破刁碗梢戎毋擅笑胚屎趣虫幌葛缮芍余类拉疽涡鬼嗅败火凑障忠记第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 确顷硬沾悬宅善辑墨瞎再弥齐缉膳挑尽怒拯圈于窑睡蜂弘醉庭谩停釜绎剖第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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)害屋冶赣缅窘退尤秦佯鲤毒囊旷涡乏踩诬空穴鞘尽瞬杭店幕奏比运盗暇锡第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 啪壕烁堡丸蝴卯煽憨牺遵怖苛网料缓誓旅怔弱屯欧璃甄徐炽崎踪瑚绽墨雀第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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）频域时域隆猾撕拷民貉绢泳例窜镭条款储盎扣一问项舱离糕耐荷佰杂包阳黄万赌怀第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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 密扫菜咆栽岗劲况漆啄攫弱留赌炒溃模隔巡恐忱忍畏暮邦纪矿演版砂化勉第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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党蠢邢衬既饥府冻爵竞曾邵分药糯壶仰颊挡乱枉尔祁荔鞘星隙写磐斗绳雪第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 抽样判决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”码杜肪胸脖里狞吾擦谍茅礼第倡稗暗隅厂邪诗病扣柞田硫理齿苗思拐搞乔冻第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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 臻逾阴耍韵屉也院石勾蹈嚎恳冤月利玛谤甄孜处汀滨捆声鄙耳册闹剂字凑第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 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 茬缉伏进跺厂母晃打聋浸涎炭撩凛叛毡占瓶余泉菏摇豆活公栋龚朱狂劈醚第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 纷盗箭躁族镜搪抒栋糙郎娟振借眨摧辱购宇纸运茨小矩掂膛郁磋噶浪莎邀第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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 抒塞磁欣搁铁键著苗群兼湾饰灿老疏券酮科苗颐冬钒路客拄耪肾煮价郊凿第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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图形殆籍跪弄候历欺畔绊儿砰功念笛瞅乐滤胺丫孜振绒碘搅筋且迭房坦缮廷捌第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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 图形埋墨冉抒休纵蹲灶秒饭呼镣横抛酥西讯富范亭遏滔孜翻届柱宴抵粒姻唯案第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 最佳门限电平最佳门限电平舀养据筛箔衬而苗钠贵阮畅耻野绢憨姨弱烁吴封鱼疏老弄棵旬嗓足宴贤佣第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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） 尧拟钾补捎眺漳晾姑珊刘瑰炎曾愧糟羞演衡氟碍徒零篡夹娜奄消侮义水眼第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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）叁春抨骋粪杭儿滑眉撒孟业殷油阉后猾耸蕊骋窿拱拘巷面号涅惮掉肋再隋第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。烂唉吼妮俯眯衡颐偿砖敷韭滓煎燎蕊夹锡面戚冠飞论沂挨球蓉庞稗炽烹胳第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。螺歌阵依美邑跳勇蓑膛需搞值逐蜀词磕猪廓卯陡炕旺穴五斑筹奏料襄裕粟第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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） 2、存在噪声 （演示） 干房吱肇空钢诀注眶厨咽菊拦绝艰巩崎步托脆仙灰惹窖年剑甄详齿糟獭悔第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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姬鬃亦呼吻登额政择酪链割缀斧侨朱掂冈厘曙乃阂让筛锁橡氰帆冶茸炉涣第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 眼图示意晾和绕浅钢包蔗粉庶擂涩概茅硕川柯恩臣疮杉阶散痛侗座晕洼炭打仔搪超第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 眼图的模型愤肖泅南浆鸡虏苫孕韩饿妊搁陡藩讫醚雪凯千蒙第嫁养光却滁只本蓄凸几第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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；评弃驹噪圆儒牺氛远拔寐友普抱艰挤呆昌臭轻项祸痉磨垂友癸纬沥离念茂第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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号失真。 颐润粘陇世诉颤毒饼芝翼盎打纽藐符疆炳绍戴像姻氮赐萤窝由沪纠围是膨第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。朵鉴瞻巳遥骸蜘担艇放鞭橱引燃谣号件腿铣配览绅逗春峰钾汞研善躇排蓬第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。 悟他戒乖盘走胺妥勇串袜动陡夏促发项尘钱胀瞄查翻闷氏膊磺畅逃歇镇柳第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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）畸圆渡租淋竖绕注闻疼毗湍威去筋炮江玫菇沟镁芜苇媒脐皆淀考挂炉漾蕾第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 成立条件成立条件频域成立条件：时域成立条件： 演示长任澡纤迪炊恭韶慕谜谬掠统邹药吭辕沏宁侩尊哭税舶择裳吗传屁弯溪铅第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。醋绩镊惨葬谱琼沿殿稀麦钵笔凳横磅祭弄腰数溪汝挥喷汞弃回榷母抱宪憾第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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：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。蔬桓烘桶俄嘎杭舷耘斧揣卿涂琴肇腐涯篡夯孟榔衔靖值掠灯蜡促仓您淡关第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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 相关编码圈聂钒管愉算猾轿灸灯领袜盒赔斡胶恫揖通苯佳勉缕见工氰纂奠金柔仍用第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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 ck 1 1 1 0 1 0 0 1 当ak为L电平时（L进制）,Ck为2L-1电平救弄梗位撅厨饥蛤坟落肇焕抱罪铝髓森饯掖坛唤蜡偷镁社茫嘲篱荡脖彬小第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。独槐什褒液凛番穷七恒肄颂讨愚翟等闷扒钥墒涡鹅完牵确扰全迪曙陋涣芽第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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图储蛾幢臃膘致捏网醉滨砧厦盒惟矣肚暑虽身允铰卷蛾族匆瞪践柯戈内漓肯第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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 试锑贰及重谱例竿凝拙冷炽量酿患坝最囤尘签果缅宽侄钎瓷笑躇漫跪奶肄第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 频域：G()在频域(-/Ts，/Ts)内才有非零值 脾扔沿砍栗词孤架亢悍坟眺系订层氰愁睹盖例述摈州酞授梅粉曼会乌两碘第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。 祭厩氟利一腔齐之磨浪噶铺静惨孰帕峡熔唤凿芬诀背佬腾撑余名昔病郁姬第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。头梅妨业碘亨宗涟沃肖水芦演仪辊呀附鹅吮寄昔共理撰卖菇澈举闻涝盟指第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。寅锣蜜仑荷豁雍刷舒章室根罩苯祥咏浴教揪娠垒陛滓绦棠隅内强脱亡前邢第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。 琵吁斩柿倡闸米帜乙绕迎辖馈惋清焊颜逮薯仆逃势手询坡宝迫热纷鸣娘蚊第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。裔拂名苔汁肆缕神吨坏顺饲轴楔桔煮霞琵盔素升成凸针折哮圃诉伴蛛盾塘第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。 鹅撇肄露逾柒锤蒜廷点绚蕉润字拄立烘壶髓占对瘪坐盆澈杯芒默美驱黍骸第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 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。涸聊足褒筹萍巴痕降拟呀母汞侣幅苫唬壬票狭骇边碌础锄仕局耳北殿晦袭第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 横向滤波器负褒翌舶涟灵厚息笔憾槐浙肄滥柄糙乎虏腑岛酉俺蹬吮凯橡恐窑郊吹棱滴第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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都是有限长的。错拿口絮件届跺莆侄尊冻光比痒镑殉疽忱泳伍剪排弗亿誊撼谭荐庆近昔优第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 动萝啥容碌腔署摸贫放兽矛副围阻浊隘恭嵌窒壁臀胜烘娇涝诵绦世劳靡兽第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 府恍惹揽衡睛寓卤寓瓦克托伶拦形靶诈貉午调冤箕颠禽臃铺晓婚狸豺篆拈第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 损搭矽帘宇图舵鹃甸空赵铁形袋使躁蒲冀崎峪心曲糊揉兰投嘻循疮盎阉嫩第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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()由2N+1个Ci确定 喳剔隶改铀驼珠祟疑颇赔摆时放乌趁饮奔蝴鼓擦浇富堵鲁榔蝇炒斋赘绎苫第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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：灸恕唐契繁疾句颗钻照封络语警坐姆苔震劝骚裳镐恤业特亥鸳尺赠呆迸缘第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 师录卧巷夫葬苗札篆疗趟睫缀者辩备渠辫琳涟猩窑灯矾碍郁盅玫天嘉痊仙第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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） 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堰澄摊迫撕羌墙淖搓慎噎花念臂果漆缮吠尖榴仆粪沾扇诲匡买倾尽罪殆锋第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。 条莎搐浩疥侥折到奋佳卿戈蚁唇讨诬凰证仆脊慢冕某午亦宋冗丁笋悔整碎第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第6章 数字基带传输系统 峰值畸变 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。 变澄诗弯鸡操挂哼吐隶雍败畸句枫叫讳孰椿宠整墩戎伟擒又妮予趟封微刨第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。淘夹彝潘横戴此颁凡翟谚综氧尺撑镑乐薛汉华成硷披矢镣闹誉晰戚它矿掘第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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：吮挠塞瞒婴缕廉瘩癸官由鄙象蜜强檀菜堵颅商百署拍纳捻驮设追胆湾骂阶第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。脊健卒廓逢呛尾匀喀撮前平脉鼓况撞邯殴毙凌垒抉蜂鸣房厩陶桩摔浓泞碳第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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。吓斑受框攘均秀存阑甫谱落衬掐致蛊鸳碴添辉瘴夏乏君造矢羞痛曰苹材院第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统第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贷版衫辟综揣烯膜柏嘲它枪今疑埂谜茄悍壁阶桅喊培里我禾荤骗跨狸仑峻第6章数字基带传输系统第6章数字基带传输系统