传输系统性能优化课件讲解

通信原理课程负责人：殷玲Telmail:258475723@项目6数字信号的基带传输项目描述数字处理的灵活性使得数字传输系统中传输的数字信息既可以是来自计算机、电传机等数据终端的各种数字信号，也可以是来自模拟信号经数字化处理后的脉冲编码（PCM）信号等。这些数字信号所占据的频谱是从零频或很低频率开始，称为数字基带信号。在某些具有低通特性的有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下，基带信号可以不经过载波调制而直接进行传输。例如，在计算机局域网中直接传输基带脉冲，这类系统统称为数字基带传输系统。而把包括调制和解调过程的传输系统统称为数字带通（或频带）传输系统。教学目标了解传输系统的性能优化。百学须先立志思政育人理解串扰，能看透环境对人的影响；养成良好的学习习惯，营造积极向上的学习环境。百学须先立志了解传输性能优化任务44.1均衡技术

由于有误差，所以

有ISI。插入均衡器

，使得

满足奈奎斯特第一准则，则

在抽样时刻上无ISI。

均衡目的：消除或减小码间串扰（ISI）。

均衡原理：频域均衡——从频域上补偿系统的频率特性，使包括均衡器在内的基带系统的总特性满足奈奎斯特第一准则。时域均衡——直接校正失真的响应波形，使包括均衡器在内的整个系统的冲激响应满足无ISI的时域条件。它在抽样时刻

t=kTs的取值为横向滤波器由多个横向排列的迟延单元和2N+1个抽头系数组成的。如下图所示：该均衡器的单位冲激响应为均衡后的输出波形为

均衡器设计的目标：按照某种算法或准则，求出抽头系数Ci，使得

的所有

为零，从而消除或减小码间串扰。

目前，已提出多种不同的均衡算法和均衡器结构，其目标在于：更好的均衡效果和更有效的工程实现。前面介绍的横向滤波器属于一种线性均衡器，它简单、易于调节，适用于信道特性较平坦、ISI不太严重的场合（如有线电话信道中）。对于传输特性失真严重的信道（如存在多径效应的无线信道），可采用非线性均衡器（如判决反馈均衡器）。简记为均衡后的样值由均衡器的抽头系数与均衡前的样值乘积之和来确定。除以外的所有都属于波形失真引起的码间串扰。4.2部分响应系统

数字基带系统传输的码间干扰码间干扰误码！110m(t)r(t)111cp(t)理想低通&升余弦无码间干扰的基带传输总特性两种无码间干扰系统理想低通

升余弦拖尾衰减频带利用率慢快在无码间干扰的条件下，高的频带利用率与波形拖尾收敛快是相互矛盾的发现问题理想低通特性。特点：频谱窄，能达到理论上的极限传输速率2Baud/Hz；但冲击响应尾巴衰减慢，对定时要求严格。等效理想低通传输特性，例如采用升余弦频率特性时，特点：冲击响应的“尾巴”尾巴衰减快，对定时要求可放松；但所需要频带宽，达不到2Baud/Hz的速率（升余弦特性时为1Baud/Hz），即降低了系统的频带利用率。可见，高的频带利用率与“尾巴”衰减大、收敛快是相互矛盾的，这对于高速率的传输尤其不利。提出问题能否找到一种频带利用率为2B/Hz、且拖尾收敛快、实际中又可以实现的传输波形呢？分析问题频带利用率高、“尾巴”收敛快、实际中又可实现的传输波形寻找波形码间干扰部分响应系统分析问题TB将两者相加

——合成“拖尾”衰减很快的脉冲波形1.寻找波形观察方法分析问题1.寻找波形

表达式TB分析问题1.寻找波形

频谱系统带宽：Nyquist速率：=2(Baud/Hz)分析问题1.寻找波形方法将两者相加

——合成“拖尾”衰减很快的脉冲波形1/TB码元速率会引起码间干扰吗？分析问题1.寻找波形寻找波形码间干扰部分响应系统码间干扰！分析问题寻找波形码间干扰部分响应系统码间干扰可以消除吗？分析问题设输入的二进制码元序列为{ak}接收波形2.码间干扰TBTBTBTB码间串扰码间干扰示意图分析问题2.码间干扰消除

发送码元ak时，接收波形在k时刻抽样值Ck：Ck=ak+ak-1ak=Ck-ak-1码间干扰示意图分析问题2.码间干扰

-1-1+1+1-1+1发送端

001101输入信码

例-1-1+1+1-1+1接收端

-20+200

接收端

Ck=ak+ak-1判决：ak=Ck-ak-1分析问题寻找波形码间干扰部分响应系统解决问题3.部分响应系统设计思想设计目标有控制的在某些码元的抽样时刻引入ISI(1)改善频谱特性，提高频道利用率到理论极限值2B/Hz(2)加快响应波形尾部的衰减，从而降低对定时的要求解决问题3.部分响应系统（1）波形振幅与t2成反比，比Sa(x)波形收敛快；（2）以波特率1/TB传送，则在抽样时刻仅发生前一码元对当前码元的干扰，干扰可控；（3）频带利用率—理论极限值2B/Hz特点部分响应波形总结研究目的：如何设计频