北大数字通信课件7 15 奈奎斯特准则与采样时刻同步

《北大数字通信课件7 15 奈奎斯特准则与采样时刻同步》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、数字通信(第十五讲)奈奎斯特准则与采样时刻同步2007YupingZhao(Professor)赵玉萍DepartmentofElectronicsPekingUniversityBeijing100871,Chinaemail:yuping.zhao@pku.edu.cn1奈奎斯特准则与码间干扰奈奎斯特带宽：B奈奎斯特速率：R=1/B2x(t)=sinc(πBt)3因为没有ISI的条件无符号间干扰（ISI）的信号设计4使得x(t)满足的充要条件是其傅立叶变换X(f)满足Nyquist准则5证明当在t=T点进行采样，得：6789对于Nyquist速率R=1/T，如果B=2W<

2、R=1/T，则无法满足Nyquist条件10对于1/T=2W，只有矩形函数满足Nyquist条件11例：矩形窗12对于Nyquist速率R=1/T，如果B=2W>R=1/T，满足Nyquist条件有许多函数，典型的是升余弦频谱脉冲13Raisedcosine1415采样时刻偏差采样时钟相同，但采样点存在偏差眼图上的非采样点收发端采样时钟存在偏差16采样点偏差17Modelofsamplingclockfrequencyerrorst18SamplingtimingerrorPart1Part219Samplingtimingerror–part1Figure320Sampli

3、ngtimingerror–part2Figure421采样时刻偏差对单载波系统的影响222324当系统不存在采样时刻偏差时，符号间干扰为0当采样时刻偏差不为0，符号间干扰存在符号间干扰信号为加性干扰，影响系统误码率25消除符号间干扰的方法设计满足Nyquist准则的滤波器设计边瓣尽可能低的滤波器优点：有采样时钟偏差时ISI小缺点：占有带宽大进行信号编码（部分响应信号）P(D)=(1+D)(goodforISI)P(D)=(1–D)(notgood)P(D)=(1–D)(1+D)=1–D2(goodforISIandDCoffset)266-3符号定时估计符号同步的重要性，同

4、步的方法发射机和接收机(Tx&Rx)都同步到一个主时钟。延迟产生问题发射机发送时钟频率是1/T或<1/T的倍频信号。简单易行占用有用信道带宽从接受的信号中提取时钟信号276-3-1最大似然的定时估计基带PAM其中面向判决定时估计:把传输的序列当作已知的数据28似然函数上式写作其中29ML估计的必要条件MatchedfilterSamplerVCCsummationr(t)In30VCC:压控时钟，根据输入电压值调整时钟的相位累加器：相当于低通滤波器因为在的估计中使用了已检测信息序列{In}，所以该估计是面向判决的该方法同样适用于QAM，PSK调制316-3-2非面向判决定

5、时估计将似然比在信息符号的pdf上求平均,然后计算其最大值BPSK信号:3233对数似然函数对数据序列求平均34对于较小x,有得出35BPSK的非面向判决定时估计36PAM的非面向判决定时估计37早-迟门同步器38早-迟门同步器39早-迟门同步器40似然函数41载波相位和符号定时的联合估计其中42或4344OFDM系统的同步OFDM符号同步OFDM载波频偏估计4546由于多径延时的影响，破坏了各子载波的正交性，造成了载波之间的干扰,为此对每个符号加上一段保护间隔加入保护间隔后OFDM的符号中有一部分是重复的，使得效率下降，变为T/(T+G)46在OFDM系统中，接收机需要检测

6、到FFT运算的起始时刻才能正确进行接收信号的解调，这一过程叫做OFDM系统的符号同步.符号同步是一个关键问题。符号同步是整个系统能否保证良好正交性的必要条件，也是保证系统性能良好的必要条件。符号同步既可以在时域也可在频域进行。时域同步是利用插入的循环前缀的相关性来完成，而频域同步则采用插入导频或同步训练帧方式来完成。47假设保护间隔内有L个样点,加保护间隔前的多载波符号有N个样点,则对于在接收端相距为N的两个样点,当其中的任一个在保护间隔内时,另一个与它相同,两者的相关性较强；当不在保护间隔内时,这两个样点是独立的。利用保护间隔的这些特性,可以完成多载波系统符号同步和载波同步

7、。SymbolSymbol48×延迟T共轭积分找到最大相关幅度对最大值估计相位定时频偏基于CP的同步原理框图49相关窗L●50●相关窗L51相关窗L●52在接收端进行相关计算，找到幅度峰的最大值，相关计算的结果是三角尖峰，各个明显的相关峰对应的时刻就是相应的OFDM符号的起始位置。这里是准确估计保护间隔起始时刻，当移去固定长度的保护间隔后，准确的保护间隔的起始时刻也就等价于准确的FFT运算起始时刻。但在多径，高噪的情况下，相关性会被破坏，影响判决。53最大似然算法分析设第i个OFDM符号包含N个载波，循