通信原理B02-161通信原理-第五章课件

数字基带传输系统软件与通信工程学院李刚《通信原理》第五章数字基带传输系统软件与通信工程学院李刚《通信原理》第五章1主要内容主要内容2此前为基带系统注：复用可能在信源编码之后注：扩频一般在高频调制前此前为基带系统注：复用可能在信源编码之后注：扩频一般在高频调3通信原理B02-161通信原理-第五章课件4第七章第七章5通信原理B02-161通信原理-第五章课件6通信原理B02-161通信原理-第五章课件7通信原理B02-161通信原理-第五章课件8数字通信中的一些概念数字通信中的一些概念9数字通信中的一些概念数字通信中的一些概念10数字通信中的一些概念数字通信中的一些概念11调制的分类调制的分类12数字信号的基带与频带传输数字信号的基带与频带传输13为什么研究基带系统为什么研究基带系统14若干基本概念总结若干基本概念总结15主要内容主要内容16数字脉冲幅度调制PAM数字脉冲幅度调制PAM17基本的数字基带信号波形基本的数字基带信号波形18基本的数字基带信号波形以上波形适合通过同轴电缆等在设备间进行短距离传输基本的数字基带信号波形以上波形适合通过同轴电缆等在设备间进行19基本的数字基带信号波形基本的数字基带信号波形20基本的数字基带信号波形基本的数字基带信号波形21数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度22数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度23数字PAM信号的功率谱密度关于离散序列an的功率谱密度的计算：数字PAM信号的功率谱密度关于离散序列an的功率谱密度的计算24数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度25数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度26数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度27数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度28数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度29数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度30数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度31数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度32数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度33数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度34传输用基带信号的设计传输用基带信号的设计35线路码型的设计原则线路码型的设计原则36常用线路码型常用线路码型37常用线路码型常用线路码型38常用线路码型常用线路码型39常用线路码型常用线路码型40常用线路码型常用线路码型41常用线路码型最长一个信息周期的连0/1相当于1用+1，0用-1表示，而gT(t)用双极性脉冲标识。常用线路码型最长一个信息周期的连0/1相当于1用+1，0用-42常用线路码型普通NRZ码差分NRZ码曼彻斯特码由差分NRZ码编成的曼彻斯特码常用线路码型普通NRZ码差分NRZ码曼彻斯特码由差分NRZ码43常用线路码型（Miller码）又叫Miller码，用曼彻斯特码下降沿触发双稳态电路得到常用线路码型（Miller码）又叫Miller码，用曼彻斯特44常用线路码型常用线路码型45常用线路码型常用线路码型46练习练习47看图说明各波形分别对应哪种基带码型看图说48通信原理B02-161通信原理-第五章课件49通过AWGN信道的数字基带信号接收通过AWGN信道的数字基带信号接收501-利用低通滤波的解调1-利用低通滤波的解调511-利用低通滤波的误比特率1-利用低通滤波的误比特率521-利用低通滤波的误比特率1-利用低通滤波的误比特率531-利用低通滤波的误比特率1-利用低通滤波的误比特率54利用低通滤波的误比特率B为低通滤波器LPF带宽，若则每比特平均能量噪声单边功率谱密度利用低通滤波的误比特率B为低通滤波器LPF带宽，若则每比特平551-利用低通滤波的误比特率1-利用低通滤波的误比特率561-利用低通滤波的误比特率这里，跟双极性NRZ码一样，但是平均符号能量

令B为低通滤波器LPF带宽，若B=Rb，则1-利用低通滤波的误比特率这里，跟双极性NRZ码一样，但是平571-利用低通滤波的误比特率其他条件相同，单极性A加倍时，单NRZ和双NRZ码的性能相同1-利用低通滤波的误比特率其他条件相同，单极性A加倍时，单N581-利用低通滤波的误比特率－总结上式中A是抽样时刻对应的1信号的电平当采用不归零NRZ码时，单双极性码带宽均为B=Rb=1/Tb信号平均比特能量双极性NRZ单极性NRZ1-利用低通滤波的误比特率－总结上式中A是抽样时刻对应的1信592-利用匹配滤波器的最佳接收gT(t)为方波2-利用匹配滤波器的最佳接收gT(t)为方波602-利用匹配滤波器的最佳接收形式上把LPF接收时的A换为Eb，就跟这里一样了2-利用匹配滤波器的最佳接收形式上把LPF接收时的A换为Eb612-利用匹配滤波器的最佳接收2-利用匹配滤波器的最佳接收622-利用匹配滤波器的最佳接收其中2-利用匹配滤波器的最佳接收其中63利用匹配滤波器的最佳接收这里的B>Rb/2是由后面的抽样点无ISI的奈奎斯特定理决定的LPF,单极性NRZ利用匹配滤波器的最佳接收这里的B>Rb/2是由后LPF,单极64利用匹配滤波器的最佳接收利用匹配滤波器的最佳接收65主要内容主要内容66限带信道限带信道67数字PAM基带传输与符号间干扰数字PAM基带传输与符号间干扰68数字PAM基带传输与符号间干扰离散卷积数字PAM基带传输与符号间干扰离散卷积69无符号间干扰的基带传输特性无符号间干扰的基带传输特性70无ISI的时域条件无ISI的时域条件71无ISI的频域条件形式上可以把f换成t,1/Ts换为T0，写成傅氏级数后再换回来无ISI的频域条件形式上可以把f换成t,1/Ts换为T0，72无ISI的频域条件-Nyquist第一准则无ISI的频域条件-Nyquist第一准则73Nyquist第一准则Nyquist第一准则74理想低通型无ISI波形理想低通型无ISI波形75理想低通型无ISI波形理想低通型无ISI波形76理想低通型无ISI波形理想低通型无ISI波形77问题问题78实际情况实际情况79升余弦滚降特性的无ISI波形升余弦滚降特性的无ISI波形80升余弦滚降特性的无ISI波形升余弦滚降特性的无ISI波形81升余弦滚降特性的无ISI波形升余弦滚降特性的无ISI波形82结论结论83因果系统的实现问题因果系统的实现问题84练习－哪些是无ISI的系统？练习－哪些是无ISI的系统？85练习－系统最大无ISI传输速率练习－系统最大无ISI传输速率86练习练习87练习这个例子说明什么问题？练习这个例子说明什么问题？88练习答案练习答案89主要内容主要内容90理想限带信道下的最佳基带传输理想限带信道下的最佳基带传输91理想限带信道下的最佳基带传输理想限带信道下的最佳基带传输92理想限带信道下的最佳基带传输理想限带信道下的最佳基带传输93理想限带信道下的最佳基带传输因为这个时候只有AWGN，没有ISI！理想限带信道下的最佳基带传输因为这个时候只有AWGN，没有I94练习解：练习解：95练习练习96主要内容主要内容97眼图眼图98眼图－二进制信号眼图－二进制信号99眼图－三进制信号眼图－三进制信号100眼图照片眼图照片101眼图模型眼图模型102主要内容主要内容103信道的均衡信道的均衡104均衡的分类均衡的分类105线性均衡线性均衡106线性滤波器线性滤波器107线性滤波器线性滤波器108迫零调整算法迫零调整算法109迫零调整算法迫零调整算法110最小均方误差算法最小均方误差算法111判决反馈均衡器判决反馈均衡器112自适应均衡器自适应均衡器113主要内容主要内容114问题问题115第一类部分响应系统－双二进系统第一类部分响应系统－双二进系统116第一类部分响应系统－双二进系统第一类部分响应系统－双二进系统117第一类部分响应系统－双二进系统第一类部分响应系统－双二进系统118第一类部分响应系统－双二进系统第一类部分响应系统－双二进系统119第一类部分响应系统－双二进系统第一类部分响应系统－双二进系统120第一类部分响应系统－双二进系统第一类部分响应系统－双二进系统121第一类部分响应系统－双二进系统第一类部分响应系统－双二进系统122第四类部分响应系统－修正双二进系统第四类部分响应系统－修正双二进系统123第四类部分响应系统－修正双二进系统第四类部分响应系统－修正双二进系统124第四类部分响应系统－修正双二进系统第四类部分响应系统－修正双二进系统125第四类部分响应系统－修正双二进系统第四类部分响应系统－修正双二进系统126一般形式的部分响应系统一般形式的部分响应系统127一般形式的部分响应系统一般形式的部分响应系统128一般形式的部分响应系统预编码相关编码输入为二进制序列时一般形式的部分响应系统预编码相关编码输入为二进制序列时129五类部分响应波形比较五类部分响应波形比较130五类部分响应波形比较五类部分响应波形比较131部分响应系统小结部分响应系统小结132主要内容主要内容133符号同步符号同步134线谱法帕斯瓦尔公式线谱法帕斯瓦尔公式135线谱法线谱法136线谱法线谱法137超前－滞后门同步器超前－滞后门同步器138回顾－匹配滤波器回顾－匹配滤波器139ThankYou!ThankYou!140数字基带传输系统软件与通信工程学院李刚《通信原理》第五章数字基带传输系统软件与通信工程学院李刚《通信原理》第五章141主要内容主要内容142此前为基带系统注：复用可能在信源编码之后注：扩频一般在高频调制前此前为基带系统注：复用可能在信源编码之后注：扩频一般在高频调143通信原理B02-161通信原理-第五章课件144第七章第七章145通信原理B02-161通信原理-第五章课件146通信原理B02-161通信原理-第五章课件147通信原理B02-161通信原理-第五章课件148数字通信中的一些概念数字通信中的一些概念149数字通信中的一些概念数字通信中的一些概念150数字通信中的一些概念数字通信中的一些概念151调制的分类调制的分类152数字信号的基带与频带传输数字信号的基带与频带传输153为什么研究基带系统为什么研究基带系统154若干基本概念总结若干基本概念总结155主要内容主要内容156数字脉冲幅度调制PAM数字脉冲幅度调制PAM157基本的数字基带信号波形基本的数字基带信号波形158基本的数字基带信号波形以上波形适合通过同轴电缆等在设备间进行短距离传输基本的数字基带信号波形以上波形适合通过同轴电缆等在设备间进行159基本的数字基带信号波形基本的数字基带信号波形160基本的数字基带信号波形基本的数字基带信号波形161数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度162数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度163数字PAM信号的功率谱密度关于离散序列an的功率谱密度的计算：数字PAM信号的功率谱密度关于离散序列an的功率谱密度的计算164数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度165数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度166数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度167数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度168数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度169数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度170数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度171数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度172数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度173数字PAM信号的功率谱密度数字PAM信号的功率谱密度174传输用基带信号的设计传输用基带信号的设计175线路码型的设计原则线路码型的设计原则176常用线路码型常用线路码型177常用线路码型常用线路码型178常用线路码型常用线路码型179常用线路码型常用线路码型180常用线路码型常用线路码型181常用线路码型最长一个信息周期的连0/1相当于1用+1，0用-1表示，而gT(t)用双极性脉冲标识。常用线路码型最长一个信息周期的连0/1相当于1用+1，0用-182常用线路码型普通NRZ码差分NRZ码曼彻斯特码由差分NRZ码编成的曼彻斯特码常用线路码型普通NRZ码差分NRZ码曼彻斯特码由差分NRZ码183常用线路码型（Miller码）又叫Miller码，用曼彻斯特码下降沿触发双稳态电路得到常用线路码型（Miller码）又叫Miller码，用曼彻斯特184常用线路码型常用线路码型185常用线路码型常用线路码型186练习练习187看图说明各波形分别对应哪种基带码型看图说188通信原理B02-161通信原理-第五章课件189通过AWGN信道的数字基带信号接收通过AWGN信道的数字基带信号接收1901-利用低通滤波的解调1-利用低通滤波的解调1911-利用低通滤波的误比特率1-利用低通滤波的误比特率1921-利用低通滤波的误比特率1-利用低通滤波的误比特率1931-利用低通滤波的误比特率1-利用低通滤波的误比特率194利用低通滤波的误比特率B为低通滤波器LPF带宽，若则每比特平均能量噪声单边功率谱密度利用低通滤波的误比特率B为低通滤波器LPF带宽，若则每比特平1951-利用低通滤波的误比特率1-利用低通滤波的误比特率1961-利用低通滤波的误比特率这里，跟双极性NRZ码一样，但是平均符号能量

令B为低通滤波器LPF带宽，若B=Rb，则1-利用低通滤波的误比特率这里，跟双极性NRZ码一样，但是平1971-利用低通滤波的误比特率其他条件相同，单极性A加倍时，单NRZ和双NRZ码的性能相同1-利用低通滤波的误比特率其他条件相同，单极性A加倍时，单N1981-利用低通滤波的误比特率－总结上式中A是抽样时刻对应的1信号的电平当采用不归零NRZ码时，单双极性码带宽均为B=Rb=1/Tb信号平均比特能量双极性NRZ单极性NRZ1-利用低通滤波的误比特率－总结上式中A是抽样时刻对应的1信1992-利用匹配滤波器的最佳接收gT(t)为方波2-利用匹配滤波器的最佳接收gT(t)为方波2002-利用匹配滤波器的最佳接收形式上把LPF接收时的A换为Eb，就跟这里一样了2-利用匹配滤波器的最佳接收形式上把LPF接收时的A换为Eb2012-利用匹配滤波器的最佳接收2-利用匹配滤波器的最佳接收2022-利用匹配滤波器的最佳接收其中2-利用匹配滤波器的最佳接收其中203利用匹配滤波器的最佳接收这里的B>Rb/2是由后面的抽样点无ISI的奈奎斯特定理决定的LPF,单极性NRZ利用匹配滤波器的最佳接收这里的B>Rb/2是由后LPF,单极204利用匹配滤波器的最佳接收利用匹配滤波器的最佳接收205主要内容主要内容206限带信道限带信道207数字PAM基带传输与符号间干扰数字PAM基带传输与符号间干扰208数字PAM基带传输与符号间干扰离散卷积数字PAM基带传输与符号间干扰离散卷积209无符号间干扰的基带传输特性无符号间干扰的基带传输特性210无ISI的时域条件无ISI的时域条件211无ISI的频域条件形式上可以把f换成t,1/Ts换为T0，写成傅氏级数后再换回来无ISI的频域条件形式上可以把f换成t,1/Ts换为T0，212无ISI的频域条件-Nyquist第一准则无ISI的频域条件-Nyquist第一准则213Nyquist第一准则Nyquist第一准则214理想低通型无ISI波形理想低通型无ISI波形215理想低通型无ISI波形理想低通型无ISI波形216理想低通型无ISI波形理想低通型无ISI波形217问题问题218实际情况实际情况219升余弦滚降特性的无ISI波形升余弦滚降特性的无ISI波形220升余弦滚降特性的无ISI波形升余弦滚降特性的无ISI波形221升余弦滚降特性的无ISI波形升余弦滚降特性的无ISI波形222结论结论223因果系统的实现问题因果系统的实现问题224练习－哪些是无ISI的系统？练习－哪些是无ISI的系统？225练习－系统最大无ISI传输速率练习－系统最大无ISI传输速率226练习练习227练习这个例子说明什么问题？练习这个例子说明什么问题？228练习答案练习答案229主要内容主要内容230理想限带信道下的最佳基带传输理想限带信道下的最佳基带传输231理想限带信道下的最佳基带传输理想限带信道下的最佳基带传输232理想限带信道下的最佳基带传输理想限带信道下的最佳基带传输233理想限带信道下的最佳基带传输因为这个时候只有AWGN，没有ISI！理想限带信道下的最佳基带传输因为这个时候只有AWGN，没有I234练习解：练习解：235练习练习236主要内容主要内容237眼图眼图238眼图－二进制信号眼图－二进制信号239眼图－三进制信号眼图－三进制信号240眼图照片眼图照片241眼图模型眼图模型242主要内容主要内容243信道的均衡信道的均衡244均衡的分类均衡的分类245线性均衡线性均衡246