[工学]通信原理第6章数字基带传输系统

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1、第六章数字信号基带传输系统§6.0引言§6.1数字基带信号及其频谱特性§6.2基带传输的常用码型§6.3数字基带信号传输与码间串扰§6.4无码间串扰的基带传输特性§6.5基带传输系统的抗噪声性能§6.6眼图§6.7部分响应和时域均衡总结1影响数据可靠传输的因素有两个:(1)码间干扰当传输特性满足一定的条件（奈奎斯特准则）时可消除。(2)信道噪声即高斯白噪声，时时刻刻存在于系统中，是不可消除的。它对传输数字信号的危害是引起误码。将"1"信号错判为"0"信号，或使"0"错判为"1"。§6.5基带传输系统的抗噪声性能2讨论问题：在无码间串扰的条件下，噪声对

2、基带信号传输的影响，即计算噪声引起的误码率。影响有多大？3抗噪声性能分析模型46.5.0误码的产生r(kTs)=A+nR(kTs),发送“1”时-A+nR(kTs),发送“0”时则判决规则为：（设判决门限为Vd）r(kTs)＞Vd,判为“1”码r(kTs)＜Vd，判为“0”码若二进制基带信号为双极性，设它在抽样时刻的电平取值为+A或-A（分别对应与信码“1”或“0”）,则x(t)在抽样时刻的取值为:5判决电路的典型输入波形无噪声时有噪声时误码误码6信道加性噪声引起的误码概率Pe，简称误码率。信道加性噪声nR(t)通常被假设为均值为0、单边功率谱密度

3、n0的平稳高斯白噪声，而接收滤波器又是一个线性网络，故判决电路输入噪声nR(t)也是均值为0的平稳高斯噪声，噪声功率谱密度:方差(噪声平均功率)7设信道噪声为白噪声则通过接收滤波器后为限带白噪声nR(t)nR(t)服从高斯分布，设均值=0、方差=σn2∴nR(t)瞬时值v的一维概率密度函数为f(v)86.5.1二进制双极性基带系统设：二进制双极性信号在抽样时刻的电平取值为+A或-A（分别对应信码“1”或“0”）,则在一个码元持续时间内，抽样判决器输入端的(信号+噪声)波形x(t)在抽样时刻的取值为正态分布的一维概率密度函数为9误码形式为P(1→0)、

4、P(0→1)∴发“1”时，A+nR(kTs)的一维概率密度函数为发“0”时，-A+nR(kTs)的一维概率密度函数为f1(x)f0(x)A－A10令判决门限为Vd则pe1=P(1→0)=P(xVd)∴系统总误码率：Pe=p(1)pe1+p(0)pe0其值大小与Vd有关，选择不同的Vd可获得不同的误码率。f1(x)f0(x)A－A11当p(0)=p(1)=1/2时，Vd*=0在发送概率相等且最佳门限电平下，双极性基带系统的总误码率仅依赖于信号峰值A与噪声均方根值n的比值,与信号“1”、“0”的顺序、信号形式无关。

5、A/n越大，Pe就越小。令∴最佳门限系统总误码率：Pe=p(1)pe1+p(0)pe0126.5.2二进制单极性基带系统f1(x)f0(x)13当P(1)=P(0)=1/2时1、最佳判决门限2、误码率（设V*d=A/2）（6.5-12）（6.5-14）14在A和σn相同时，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。在等概条件下，单极性的Vd为A/2，当信道特性发生变化时，Vd将随着变化，而不能保持最佳状态，从而导致误码率增大。双极性的最佳判决门限电平为0，与信号幅度无关，因而不随信道特性变化而变，故能保持最佳状态。156

6、.6眼图研究问题：码间串扰和噪声的估计研究对象：眼图研究目的：如何用实验的方法来观察码间串扰和噪声的影响研究方法：定性分析，实验观察16问题的提出:理论上讲,只要基带传输总特性H(w)满足奈奎斯特第一准则,就可实现无码间串扰传输。但实际中，由于滤波器部件特性不理想或信道特性的变化等因素，都可能使H(w)特性改变，从而使系统性能恶化。计算由于这些因素所引起的误码率非常困难，因此在实际应用中需要用简便的实验方法来定性测量系统的性能,一个有效的实验方法是观察接收信号的眼图。17什么是眼图？在传输二进制信号波形时,示波器显示的图形很像人的眼睛，故名“眼图”。

7、眼图是利用实验手段方便地估计和改善系统性能时在示波器上观察到的一种图形。眼图的作用：观察出码间干扰和噪声的影响,从而估计系统性能的优劣程度。18观察眼图的方法用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端,然后调整示波器水平扫描周期,使其与接收码元的周期同步。此时可以从示波器显示的图形上,观察出码间干扰和噪声的影响,从而估计系统性能的优劣程度。19无噪声的情况下的眼图图(a)是接收滤波器输出的无码间串扰的双极性基带波形，将示波器扫描周期调整到码元周期TB，由于示波器的余辉作用，扫描所得的每一个码元波形将重叠在一起，形成如图(b)所示的迹线细而清晰的大“眼睛”；

8、ab20有噪声的情况下的眼图上图是有码间串扰的双极性基带波形，波形已经失真，眼图的迹线变成了比较模糊的带状的