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1、第五章数字基带传输北京邮电大学信息与通信工程学院刘雨2019年11月第五章数字基带传输•5.1引言•5.2数字基带信号波形及其功率谱密度•5.3通过加性白高斯噪声信道传输的数字基带信号的接收•5.4数字PAM信号通过限带基带信道的传输•5.5加性白高斯噪声干扰下数字PAM信号通过理想限带信道的最佳基带传输•5.6眼图•5.7信道均衡•5.8部分响应系统•5.9符号同步2019/11/425.1引言•数字通信系统的组成2019/11/43一些概念•数字调制–二进制：二进符号{0,1}→二进信号波形0→s0(t)，1→s1(t
2、)–M进制(M>2)：k个二进符号→M=2k信号波形{0,1,2,…，M-1}→{s0(t),s1(t),s2(t),…,sM-1(t)}•数字基带信号–数字信号的频谱是低通型的2019/11/44一些概念•基带信道–信道的传递函数是低通型的–如：电缆、双绞线–应用：计算机网络等–频带传输系统可等效为基带传输系统–研究系统特性、计算机仿真常在基带•数字基带传输系统–数字基带信号通过基带信道传输的系统2019/11/45一些概念•频带信道–信道的传递函数是带通型的–如：无线信道、光纤信道–应用：无线通信、光纤通信等•数字频带
3、传输系统–数字基带信号经过调制生成频带信号，通过频带信道传输的系统2019/11/46一些概念•信息量–事件出现概率p的倒数的对数值I=log(1/p)=-log(p)22–小概率事件大信息量•信息量单位–比特(bit)：以2为底的对数值log(1/p)=-log(p)22例如：二进制序列，0和1是等概和独立的，p=1/2，I=1比特•信息量传输速率(信息速率)–比特/秒(bit/s)：二进制数字通信系统每秒传送的最大信息量–信息速率、比特速率????1–比特间隔????=????2019/11/47一些概念•码元传
4、输速率(码元速率或符号速率)–波特(Bd)：M进制数字通信系统每秒传送的M进制符号数–符号速率、码元速率????1–符号间隔????=????•码元速率与信息速率的关系–M进制数字通信系统中，M=2k，则k个二进制符号与一个M进制符号对应。–对应关系logM=k。例如：M进制符号速率为R(Bd)，2S二进制符号速率为R(bit/s)，则：bR=R/logM=R/k(Bd，波特)Sb2bR=R×logM=R×k(bit/s，比特/秒)bS2S2019/11/48一些概念•误比特率–二进制数字通信系统中，传输二进制符号发生错误
5、的概率–发送si，i=1,2，接收ssˆ≠i的概率，Psss(ˆ≠ii
6、)•误符号率（误码率）–M进制数字通信系统中，传输M进制符号发生错误的概率–发送si，i=1,2…,M，接收ssˆ≠i的概率，Psss(ˆ≠ii
7、)2019/11/49频带利用率在数字通信中，数字信息通过波形??(??)来传输，传输需要占用一定的频谱带宽??。传输速率（??s或??b）与带宽??之比称为频带利用率或频谱效率。??s若速率为符号速率??s，则频带利用率的单位是??Baud/Hz或者symbol/s/Hz。??b若速率为比特速率??b
8、，则频带利用率的单位是??bit/s/Hz。105.2数字基带信号波形及其功率谱密度•5.2.1数字脉冲幅度调制(PAM)•5.2.2常用的数字PAM信号波形(码型)•5.2.3数字PAM信号的功率谱密度计算•5.2.4常用线路码型2019/11/411PAM信号为了传输符号，需要将其表示为电信号。??进制符号需要??个不同的波形。??个波形??1??,??2??,⋯,????(??)的最简单设计是：它们是同一个脉冲??(??)的不同幅度：??1??=??1????,??2??=??2????,⋯,??????=???
9、???(??)例如：四进制可以设计四种幅度{−3,−1,+1,+3}，设计脉冲为g(t)0t则四种波形是：Tss4(t)s1(t)s2(t)s3(t)TsTs0t0t0t0tTsTs5.2.1数字脉冲幅度调制(PAM)脉冲成形滤波器或频谱成形滤波器gt():0≤10、PAM信号的表示：+∞s()t=∑agtnT(−)a∈={,Ai1,2,...,M}MnTsnin=−∞st()=agt()i=1,2,...,MiiTgtTs():0≤
