通信原理 第6章

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1、第6章数字基带传输系统主要内容：重点：数字基带信号的频谱结构基带信号的频谱特征基带信号传输的常用码型常用码型的规则和选择方法码间干扰的基本概念奈奎斯特准则的应用奈奎斯特第一准则时域均衡器奈奎斯特第二准则时域均衡的基本概念抗噪声性能的分析方法6.1引言6.2数字基带信号及其频谱特性6.3基带传输的常用码型6.4数字基带信号传输与码间串扰6.5无码间串扰的基带传输特性6.6无码间干扰基带系统的抗噪声性能6.7部分响应系统6.8时域均衡6.1引言基带系统的任务：将原始基带信号变换成有效的信道基带信号，完成无失真传输。基带信号定义：未经调制处理的数字信号基带系统框图：原生基带再

2、生基带脉冲信道信号信接收滤抽样判脉冲形成器道波器决器噪声源6.2数字基带信号及其频谱特性6.2.1基带信号波形6.2.2基带信号表达式6.2.3基带信号频谱6.2.1基带信号波形（电气特征）单极性非归零双极性非归零1001011E10010110Ts_E单极性归零双极性归零τTsTs：码元宽度特征：非归零和归零信号的码元宽度相同，但占空比τ不同，导致信号频谱不同。差分波形每个码元的电平不由自身状态决定，而与相邻码元电平值有关。规则：“1”---相邻码元电平值跳变“0”---相邻码元电平值保持原始波形1001011差分波形1110010多值波形00010110001111TsTs6.2.2基

3、带信号的数学表达式由于二进制数字基带信号是随机脉冲信号，且码元波形可任意，需采用随机信号分析法。设码元宽度为Ts，则基带信号S(t)可表示成∞S(t)∑Sn(t)_n∞_g1(tnTs)以概率p其中：Sn(t)_g2(tnTs)以概率（1-p）g(t_nT)g(t_nT)分别表示二进制两个S(t)1s、2s状态的波形函数_3Ts_Ts0Ts3Tst2222010016.2.3基带信号的频谱随机序列的谱分析法一：由随机过程的相关函数着手，得功率谱。法二：用脉冲出现概率描述。随机过程的法二：数字特征∵基带信号S(t)Sn(t)nN取ST(t)Sn(t)ST(t)是S(t)的

4、截短信号nN要求：T=(2N+1)TN足够大s∴由随机信号理论知，S(t)的功率谱密度函数P(ω)与截短信号S(t)的功ST率谱密度函数P(ω)有关ST2E[S()]T∵S(t)⇔P()TSTT2E[S()]TS(t)⇔P()∴SlimN→∞(2N1)Ts∴对S(t)的分析转化为对S(t)的分析T令ST(t)=稳态波＋交变波（等效为广义直流和交流）=v(t)+u(t)TT∴v(t)是S(t)的统计平均分量TTNN___∴st()vT(t)p∑g1(tnTs)(1p)∑g2(tnTs)T01100010__nNnN_∴u(t)S(t)v(t)TTTNNN_____

5、∑Sn(t)p∑g1(tnTs)(1p)∑g2(tnTs)vtT()n_Nn_NnNN∑un(t)_nNut()T_g1(tnTs)以概率p将S(t)带入u(t)n_Tg2(tnTs)以概率（1-p）(1-p)[g(t-nT)-g(t-nT)]以概率p1s2s∴u(t)＝n-p[g(t-nT)-g(t-nT)]以概率1-p1s2s=a[g(t-nT)-g(t-nT)]n1s2s1-p以概率p其中：a=nv(t)功率谱-p以概率1-pNu(t)功率谱∑__u(t)ag(tnT)g(tnT)∴Tn1s2s_nNS(t)功率谱∴对S(t)的谱分析又转化为对v(t),u(t)

6、的谱分析。TTT再令T∞，通过v(t),u(t)进而求得S(t)的功率谱。2结论：Ps(f)fspG1(mfs)(1p)G2(mfs)(fmfs)m2fp(1p)

7、G(f)G(f)

8、s12v(t)的功率谱NN___vT(t)p∑g1(tnTs)(1p)∑g2(tnTs)__nNnNv(t)limv(t)pg(tnT)(1p)g(tnT)T1s2sTn又∵v(t)=v(t+Ts)是周期信号jmst由傅氏变换知，必有v(t)Cmem1Ts/2jmt其中Cv(t)esdtmTTs/2sTs/2j

9、mstfsepg1(tnTs)(1P)g2(tnTs)dtTs/2nt'=t-nTTssnTsjm(t'nT)f2esspg(t')(1p)g(t')dt'limejnTs1sTs12nTsnn2ω=mωjmstsfspg1(t)(1p)g2(t)edtfpG(mf)(1p)G(mf)s1s2s其中g(t