通信原理CH6(V20100609).ppt

1、1,通信原理,DalianUniversityofTechnology,电2007级、电2006级英强适用第6章CH6数字基带（Baseband）传输系统,2,6.1数字基带及其频谱特性P132,定义基带系统（包括数字和模拟）：不通过调制和解调，而是直接传送基带信号的系统。从零频或很低的频率开始。,研究基带系统的意义数字的基带通信用途十分广泛。基带系统是通信系统的理论基础。,基带信号：表示数字基带信号的脉冲、电波形。不同电平、占空比、脉冲位置等,3,0,0,0,t,0,t,t,6.1数字基带及其频谱特性P132,6.1.1数字基带信号,1,0,t,1,1,1,0,0,单极性NRZ,双极性NRZ

2、,单极性RZ,双极性RZ,4,6.1数字基带及其频谱特性,6.1.1数字基带信号P133,0,0,0,t,t,t,1,0,1,1,1,0,0,1,0,0,1,0,1,1,0,差分波形,多电平波形,5,6.1数字基带及其频谱特性,6.1.1数字基带信号,1.单极性波形（单极性码）“1”正电压“0”零电位优点：简单缺点：(1)有直流分量（直流分量，不易传输）。(2)判决困难信道特性变化，阈值产生变化、漂移(3)脉冲之间无间隔，连“1”、连“0”时，不能提取时钟信息，判决困难。,6,6.1数字基带及其频谱特性,6.1.1数字基带信号,2.双极性波形“1”正电压“0”负电位优点：与单极性码相比有改进统

3、计平均来看，“1”、“0”等概时，码型无直流分量。判决电平为“0”，容易设置，抗干扰能力强。缺点：脉冲之间无间隔，连“1”、连“0”时，不能提取时钟信息，判决困难。“1”、“0”不等概时，仍有直流分量。,7,6.1数字基带及其频谱特性,6.1.1数字基带信号,3.单极性归零码“1”发一脉冲宽度Tb的归零脉冲。“0”不发脉冲。特点：与单极性码相似，但不同之处是连“1”时，可提取时钟信息。,4.双极性归零码与单极性归零码相似。“1”发一脉冲宽度Vd“1”输入信号xVd“0”,判决器输入信号的概率密度函数,43,6.5.1二进制双极性基带系统,则误码率BER为,Pe=P(1)P(xVd|发“0”)=

4、P(1)P(0/1)+P(0)P(1/0),式中,44,6.5.1二进制双极性基带系统,求最佳判决门限使误码率Pe最小值的Vd,Pe=P(1)P(0/1)+P(0)P(1/0),可求得最佳门限：,(6.5-9),此时系统总的误码率,(6.5-11),45,6.5.2二进制单极性基带系统P155,单极性信号与双极性的区别是发端为“0”时，接收的信号对应为0，而不是A,则“0”“1”对应的判决器输入信号的pdf分别为,46,6.5.2二进制单极性基带系统P155,47,实际工程中采用的一种直观、方便的方法来估计系统的特性,实现方法示波器跨接在接收滤波器输出端。调整示波器的扫描频率fsc，使fsc=

5、nRB。调整示波器的扫描达到同步，则各码元波形重叠,形成眼图。通过观察示波器的波形，来估计系统输出的性能。,6.6眼图eyepatternseyediagram,48,最佳的抽样时刻在眼型张开最大的时刻。对定时误差的灵敏度可由眼图斜率决定，斜率越大，对定时误差越灵敏。眼图的阴影区的垂直高度表示信号的畸变范围。图中央的横轴位置为判决门限电平。在抽样时刻，上、下两阴影区的间距距离之半为噪声容限。图中倾斜阴影带与横轴相交的区间表示过零点的畸变，表示定时抖动。,6.6眼图eyepatternseyediagram,眼图上含有的信息,49,对理想低通、升余弦滚降的改善：滤波器特性容易实现；带宽达到奈奎斯

6、特速率。,6.7部分响应和时域均衡,6.7.1部分响应系统Partial-ResponseSignalsNyquistssecondCriterion奈奎斯特第二准则,实现方法：引入码间串扰受控码间串扰,50,(1)时域分析：将两个门波谱的时域波形分别向左、右各移Ts/2，然后相加。,1.第I类部分响应波形半余弦谱滤波器,6.7.1部分响应系统Partial-ResponseSignals,(6.7-2),优点：时域波形在Ts以外的滚降衰减加快。,51,1.第I类部分响应波形半余弦谱滤波器,6.7.1部分响应系统Partial-ResponseSignalsP158,带宽：B=1/(2Ts)H

7、z频带利用率：=RB/B=2bps/Hz,52,1.第I类部分响应波形半余弦谱滤波器P159,(3)受控码间串扰,从图中可看出各码元判决时刻的位置（因果性），ISI受可控。判决点的值:Ck=ak+ak1(6.7-4)或ak=Ckak1(6.7-5)当前码元的值判决还要取决于前一个码元的值。,53,1.第I类部分响应波形半余弦谱滤波器P159,(4)差错传播问题Errorpropagation,问题出在：当前码元的值判决还要取决于前一个码元的值ak=Ckak1,54,1.第I类部分响应波形半余弦谱滤波器P159,(4)差错传播问题Errorpropagation,解决方法(彻底根除)：预编码：差

8、分编码bk=akbk1(6.7-6)输入到信道中的码是bk,由式(6.7-6)，则有：ak=bkbk1(6.7-7),接收端判决值为：Ck=bk+bk1(6.7-8),可得判决规则：,55,1.第I类部分响应波形半余弦谱滤波器P159,(5)系统总体框图,56,2.推广到部分响应波形一般形式,6.7.1部分响应系统Partial-ResponseSignals,(6.7-2),重写(6.7-2)：,(6.7-10),优点和缺点小结,推广到一般形式，N个相加：,P163表6-1,57,信道失真造成码元波形畸变，会产生ISI,6.7.2时域均衡,数字通信中主要采用时域均衡，改善波形畸变，从而消除ISI,58,1.时域均衡原理,6.7.2时域均衡,数字通信中主要采用时域均衡，改善波形畸变，从而消除ISI,在接收滤波器和抽样判决之间加一个横向滤波器,可以证明，由上式可以完全消除码间干扰。,（6.7-16）,