数字基带传输系统NEW.pptx

第五讲第五讲 数字基带传输数字基带传输5.1 5.1 数字基带传输系统数字基带传输系统5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型5.3 5.3 无码间干扰的条件无码间干扰的条件5.4 5.4 部分响应系统部分响应系统5.5 5.5 数字基带传输系统的性能数字基带传输系统的性能5.6 5.6 眼图及时域均衡眼图及时域均衡第1页/共117页重点：重点：数字基带系统原理框图 单/双、单归零/双归零、差分、多电平的波形和主要特点 选码原则 AMI AMI码、HDB3HDB3码、双相码、CMICMI码等的编/译 码间干扰及其产生的原因 眼图 部分响应技术的解决第五讲第五讲 数字基带传输数字基带传输第2页/共117页5.1 5.1 数字基带传输系统数字基带传输系统数字通信系统：数字通信系统：数字频带传输系统数字频带传输系统数字基带传输系统数字基带传输系统 数字基带信号是指未经调制的数字信号，其频谱是低通型的。基带是指未经调制变换的信号所占的频带不使用调制和解调装置，直接传输数字基带信号的系统。相关概念：使用调制和解调装置，传输频带信号的系统。第3页/共117页5.1 5.1 数字基带传输系统数字基带传输系统数字通信系统模型：数字通信系统模型：(a)一般数字通信系统加加密密器器编编码码器器信信道道调调制制器器解解调调器器译译码码器器解解密密器器受受信信者者信信息息源源噪声源噪声源基带信号形基带信号形成器成器信道信道接收滤波器接收滤波器噪声源噪声源信信息息源源受受信信者者(b)数字基带传输系统第4页/共117页5.1 5.1 数字基带传输系统数字基带传输系统数字通信系统模型：数字通信系统模型：(a)一般数字通信系统加加密密器器编编码码器器信信道道调调制制器器解解调调器器译译码码器器解解密密器器受受信信者者信信息息源源噪声源噪声源(b)数字基带传输系统基带基带脉冲出脉冲出基带基带脉冲入脉冲入码形码形变换器变换器发送发送滤波器滤波器信道信道匹配匹配滤波器滤波器均衡器均衡器采样采样判决器判决器噪声源噪声源同步提取同步提取第5页/共117页5.1 5.1 数字基带传输系统数字基带传输系统研究数字基带传输系统的原因：研究数字基带传输系统的原因：近程数据通信系统中广泛采用基带传输方式也有迅速发展的趋势基带传输中包含带通传输的许多基本问题任何一个采用线性调制的带通传输系统，可以等效为一个基带传输系统来研究。第6页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型基本概念：基本概念：数数字字基基带带信信号号是是指指消消息息代代码码的的波波形形，它它是是用用不不同同的的电平或脉冲来表示相应的消息代码。电平或脉冲来表示相应的消息代码。码型码型用于表示待传送数字信息的电脉冲（数字基用于表示待传送数字信息的电脉冲（数字基带信号）的带信号）的形式形式。码型编码码型编码用合适的电脉冲表示数字信息（序列）。用合适的电脉冲表示数字信息（序列）。码型译码码型译码由接收到的基带信号恢复数字序列。由接收到的基带信号恢复数字序列。第7页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型数字基带信号的要求：数字基带信号的要求：任意可以区分的并有利于改善传输性能的基带信号波形都可以用于数字基带传输系统。设计数字基带信号码型的基本原则设计数字基带信号码型的基本原则：(1)(1)便于提取位定时信息以便能提取码元同步用的信号分量。以便能提取码元同步用的信号分量。可采用定时时钟，保证同步提取线路可采用定时时钟，保证同步提取线路的稳定可靠的稳定可靠.第8页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型数字基带信号的要求：数字基带信号的要求：任意可以区分的并有利于改善传输性能的基带信号波形都可以用于数字基带传输系统。设计数字基带信号码型的基本原则设计数字基带信号码型的基本原则：(2)(2)码型中应不含直流分量或低频分量尽量少实际传输信道一般都是交流信道。实际传输信道一般都是交流信道。第9页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型数字基带信号的要求：数字基带信号的要求：任意可以区分的并有利于改善传输性能的基带信号波形都可以用于数字基带传输系统。设计数字基带信号码型的基本原则设计数字基带信号码型的基本原则：(3)(3)尽量少尽量减少传输码型中的高频分量，节省传输频带，提高频谱利用率，减少干扰。高高频频分分量量越越大大,对对邻邻近近线线路路产产生生的的干干扰扰就越严重。就越严重。较理想的传输码型的能量谱应集中在码束附近为好第10页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型数字基带信号的要求：数字基带信号的要求：任意可以区分的并有利于改善传输性能的基带信号波形都可以用于数字基带传输系统。设计数字基带信号码型的基本原则设计数字基带信号码型的基本原则：(4)(4)码型的变换过程与信源的统计特性无关。即即“1/0”码出现的概率为，不出现长连码出现的概率为，不出现长连“1”或长连或长连“0”的情况。的情况。长长“1”或长或长“0”会带来较多的直流分会带来较多的直流分量，也不容易提取出同步信号来。量，也不容易提取出同步信号来。第11页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型数字基带信号的要求：数字基带信号的要求：任意可以区分的并有利于改善传输性能的基带信号波形都可以用于数字基带传输系统。设计数字基带信号码型的基本原则设计数字基带信号码型的基本原则：(5)(5)具有一定的自检错能力能检测出基带信号码流中的错误状态。能检测出基带信号码流中的错误状态。便便于于实实时时监监测测传传输输系系统统信信号号的的传传输输质质量量，有利于基带传输系统的维护与使用。有利于基带传输系统的维护与使用。第12页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型数字基带信号的要求：数字基带信号的要求：任意可以区分的并有利于改善传输性能的基带信号波形都可以用于数字基带传输系统。设计数字基带信号码型的基本原则设计数字基带信号码型的基本原则：(6)(6)应具有尽可能高的传输效率在一定的传码速率下具有较高的传信速率。在一定的传码速率下具有较高的传信速率。(7)(7)编译码设备应尽量简单第13页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型数字基带信号(以下简称为基带信号)的类型有很多，常见的有矩形脉冲、三角波、高斯脉冲和升余弦脉冲等。应用最广泛的、最简单的是矩形脉冲，因为矩形脉冲易于形成和变换。第14页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型常见的矩形脉冲基带信号：常见的矩形脉冲基带信号：单极性不归零波形（NRZNRZ码）单极性归零波形（RZRZ码）双极性不归零波形（N NB BZ Z码）双极性归零波形（B BZ Z码）差分码波形(差分码)多电平波形(多元码)第15页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型单极性：编码脉冲幅度为+A+A或0 0双极性：编码脉冲幅度为+A+A或-A-A非归零NRZ:NRZ:脉冲幅度在整个位期间保持不变。归零RZ:RZ:脉冲幅度在整个位期间持续一段时间 后回到0 0相关概念：相关概念：码元宽度码元宽度占空比占空比伪三进制信号伪三进制信号第16页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型单极性不归零波形（单极性不归零波形（NRZNRZ码）码）11正电平、00零电平。在一个码元的持续期间电平值不归零思考：单极性不归零码的缺点？思考：单极性不归零码的缺点？改进的方法？改进的方法？优点：发送能量大，有利于提高接收端信噪比；占用频带较窄 第17页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型单极性不归零波形（单极性不归零波形（NRZNRZ码）码）缺点：(1)(1)有直流分量；(2)(2)不能直接提取位同步信息；(3)(3)判决门限取在11码电平的一半，抗噪性能差。应用：极短距离传输。很多终端设备输出的都是这种码。第18页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型11正电平、00负电平，在一个码元的持续期间电平值不归零。双极性不归零波形（双极性不归零波形（双极性不归零波形（双极性不归零波形（NBZNBZNBZNBZ码）码）码）码）优点(除单极性归零码的优点外)：1 1）直流分量小，当二进制符号“1”1”、“0”0”等概率出现时，无直流成分；2 2）接收端判决门限为0 0，容易设置且稳定，抗干扰能力强。缺点？缺点？第19页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型11正电平、00负电平，在一个码元的持续期间电平值不归零。双极性不归零波形（双极性不归零波形（双极性不归零波形（双极性不归零波形（NBZNBZNBZNBZ码）码）码）码）缺点：1 1）当“1”1”和“0”0”出现概率不相等时，有直流成份；2 2）不能直接提取位同步信息；应用：有线和电缆信道中的传输。第20页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型单极性归零波形（单极性归零波形（单极性归零波形（单极性归零波形（RZRZRZRZ码）码）码）码）单极性波形的归零形式特点：电脉冲宽度比码元宽度窄，每个脉冲都回到零电位，有利于获取同步分量；应用：作为过渡码型，以提取同步信号。第21页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型双极性归零波形（双极性归零波形（双极性归零波形（双极性归零波形（B B B BZ Z Z Z码）码）码）码）双极性波形的归零形式特点：在一个码元的持续期间电平值归零，对应每一符号都有零电位的间隙产生。即：脉冲宽度比码元持续时间短。第22页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型双极性归零波形（双极性归零波形（双极性归零波形（双极性归零波形（B B B BZ Z Z Z码）码）码）码）优点：（1）优越的比特同步能力；（自同步方式）（2）判决门限为0，抗干扰能力强。（3）不含直流成分（当1、0两个码元的概率相等时）应用：广泛第23页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型差分码波形差分码波形差分码波形差分码波形（1 1差分码）用前后码元电平的极性变化来传送信息。“1”-相邻码元电平值 跳变“0”-相邻码元电平值 保持 思考；如何画思考；如何画0 0差分码？差分码？第24页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型多电平波形多电平波形多电平波形多电平波形 多于一个二进制符号对应一个脉冲的波形特点：一个脉冲可以代表多个二进制符号，主要应用在高速率数据传输系统中第25页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型常用码型：常用码型：差分码 AMI AMI码（信号极性交替码）HDB3 HDB3码（三阶高密度双极性码）4B3T 4B3T码（分组变换码）Manchester Manchester码(曼彻斯特码/双向码)CMI CMI码（信号反转码）第26页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型又叫“相对码”，通过前后码元的相对变化关系反应原信息序列的1码和0码。发生变化:1-0或0-1定义为信码中的1码（或0码）；未发生变化:0-0或1-1定义为0码（或1码）差分码差分码差分码差分码1差分码（传号差分码）：遇“1”跳变，遇“0”不跳变第27页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型差分码差分码差分码差分码第28页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型差分码差分码差分码差分码差分码编码(a)与译码(b)电路 可以消除设备初始状态的影响,适于解决信道传输中的极性模糊现象（相移键控信号解调时的相位模糊问题）第29页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型ManchesterManchesterManchesterManchester码码码码别称：曼彻斯特码、数字双相码、分相码 编码规则：“0”码用“01”两位码表示，“1”码用“10”两位码表示1和0的方波相位相反（一个周期的方波表示“1”，而用它的反相波形表示“0”），是双极性NRZ脉冲(用单极性NRZ与定时信号的模二和来产生。即在中心部位跳变，用“|_”表示“1”码，用“_|”表示“0”码。)第30页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型ManchesterManchesterManchesterManchester码码码码例：消息代码：Manchester码：Manchester码波形：特点：1）含位定时信息，码元周期的中心点存在电平跳变2）无直流分量，正、负电平各半，编码也简单，但这是用频带加倍的代价换来的 3）禁用码“00”和“11”,不会出现3个以上相同连码,可用于宏观检错+A-A0应用：以太网的线路传输码第31页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型差分差分差分差分ManchesterManchesterManchesterManchester码码码码编码规则：码元中间有跳变用于同步；码元开始处是否有跳变编码：有跳变为“”，无跳变为“”011010010110+A-A0例:消息代码：差分Manchester码波形：010100差分Manchester码：应用：数据通信的令牌网第32页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型MillerMillerMillerMiller码码码码编码规则：1码在位中间跳变(用10或01表示)；0码在位中间不跳变(用“00”或11表示),且与1码相邻码元的边界处也不跃变，但连续0码的边界处跳变一次密勒码，又称延迟调制，它是数字双相码的变型，即双相码下降沿跃变。用双相码的下降沿去触发双稳电路，即可输出密勒码。第33页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型MillerMillerMillerMiller码码码码例:消息代码：Miller码波形：100110Miller码：说明：0码在位中间不跳变;1码在位中间跳变 连续“1”之间不出现跳变 代码“1”与代码“0”之间不跳变 连续“0”之间出现跳变101100100100+A-A0第34页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型MillerMillerMillerMiller码码码码特点：1）可用于误码检错（实际脉冲最大宽度为2个码元宽度，最小为1个码元宽度）；2）直流分量很小；3）频带宽度约为数字双相码的一半；应用：用于气象卫星和磁记录，低速基带数传机中第35页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型CMICMICMICMI码码码码(传号反转码传号反转码传号反转码传号反转码)编码规则：“1 1”（传号）-传输码“1111”或“0000”“0 0”（空号）-传输码“0101”代码 “1”1”对应的传输码“11”11”、“00”00”交替出现110101001101+A-A0例:消息代码：CMI码波形：100110CMI码：第36页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型CMICMICMICMI码码码码(传号反转码传号反转码传号反转码传号反转码)特点：1 1）CMICMI码没有直流分量；2 2）含有位定时信息【CMICMI码有较多的电平跃变】3 3）具有检测错误的能力（禁用码为“10”“10”，不会出现4 4个以上的连码）应用：ITU-TITU-T推荐为脉冲编码调制四次群的接口码型；速率低于8448Kb/s8448Kb/s的光纤数字传输系统第37页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型练习：画出110010100110010100的双相码、密勒码和CMICMI码的波形第38页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型AMIAMIAMIAMI码码码码别称：信号极性交替码 传号交替反转码、平衡对称波形、伪三电平码/伪三进制码、1B1T码编码规则：把单极性脉冲序列中相邻的“1”交替变为极性为“1”和“1”的脉冲，“0”保持不变。第39页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型AMIAMIAMIAMI码码码码优点：无直流成分，且零频附近低频分量小;编码规则简单，错码容易发现缺点：连“0”码过多时，提取同步困难；传输效率低应用：北美系列的1、2、3次群接口码均使用AMI码。为了克服连0码过多的弊病，可以采用HDB3码例：消息代码：AMI码：AMI 波形：63%第40页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型HDB3码码码码编码规则：当连“0”个数不大于3时，编码规律同AMI码；当连“0”个数超过3个时，把连“0”段按4个“0”分节，称为破坏节；把第4个“0”变为“1”，用“V”脉冲表示，称为破坏点；V脉冲和前一个“1”码脉冲极性相同破坏脉冲；为使脉冲序列不含直流分量，相邻V脉冲极性交替。为保证前面两点成立，必须使相邻两个V脉冲之间有奇数个“1”码。若原序列中两破坏点之间“1”个数为偶数个，则必须将破坏节中的第1个“0”变为“1”，用B脉冲表示，极性与前一个“1”极性相反；在出现B_V符号对后，让后面的非“0”符号从V脉冲开始，再交替变换；B脉冲称为补偿脉冲。第41页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型例1：消息代码：AMI码：HDB3码：HDB3码码码码当连“0”个数超过3时，4个连“0”作一节,改为“000V”或“B00V”“000V”-两个“V”码之间有奇数个信码“1”“B00V”-两个“V”码之间有偶数个信码“1”第42页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型HDB3码码码码例2（分析）练习：已知信息码是，分别求AMI码和HDB3码第43页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型HDB3码码码码优点：无直流、低频成分少。易于提取同步信息。缺点：编译码复杂。应用：ITU-T推荐为PCM二、三、四次群信号选用的码型解码规则：1）找出前后两个脉冲同极性，就可以找出V码，将V码还原成0码。2）找出除V码前面的B码，还原成0码。3）将其他码元进行全波整流，即将1，1均变为1，则变换后的码流就是原始的信息码。第44页/共117页5.2 5.2 数字基带信号及常用码型数字基带信号及常用码型AMI码和HDB3码都属于码都属于码都属于码都属于1B/1T1B/1T1B/1T1B/1T码码码码nBmT码：将n个二进制码变换成m个三进制码的新码组，且m Vd时，判时，判ak为为“1”显然，只有当码间串扰值和噪声显然，只有当码间串扰值和噪声足够小时，才能基本保证上述判足够小时，才能基本保证上述判决的正确决的正确 当当 r(kTs+t0)Vd时，判时，判ak为为“0”判决门限判决门限Vd第91页/共117页码间干扰及无码间干扰的条件码间干扰及无码间干扰的条件 理论上，基带系统是低通带限系统，它的冲击响应必定是具有无限长的拖尾，从而对其他码元的取样时刻产生干扰。码间干扰是一种仅与信道传输特性有关的一种干扰。码间干扰产生的原理码间干扰产生的原理码间干扰产生的原理码间干扰产生的原理 码间干扰的消除码间干扰的消除码间干扰的消除码间干扰的消除 脉冲波形经过信道传输，产生失真是在所难免的。但是只要能保证在本码元的采样判决时刻，其他码元的干扰为0 0，就可认为无码间干扰。第92页/共117页码间干扰及无码间干扰的条件码间干扰及无码间干扰的条件无码间干扰的基带传输系统无码间干扰的基带传输系统无码间干扰的基带传输系统无码间干扰的基带传输系统 (1)瞬时抽样值满足：令k=j-k，并考虑到k也为整数，可用k表示，通过合理地选择信号的波形和信道的特性达到以上两个条件。(2)h(t)尾部衰减快。第93页/共117页码间干扰及无码间干扰的条件码间干扰及无码间干扰的条件理想低通传输系统理想低通传输系统理想低通传输系统理想低通传输系统 理想低通传输系统的传输函数为:第94页/共117页码间干扰及无码间干扰的条件码间干扰及无码间干扰的条件奈奎斯特奈奎斯特奈奎斯特奈奎斯特(NyquistNyquistNyquistNyquist)第一准则：第一准则：第一准则：第一准则：1）当理想低通的带宽为W(W=fW(W=f0 0/2Hz),/2Hz),而传码率为R RB B波特时，即 在kTs时刻取样可做到无码间干扰2）T Ts s=是做到无码间干扰的最小的码元宽度，称为奈奎斯特间隔,最大的无码间干扰的传码速率称为奈奎斯特速率3)3)小于2W2W的传码速率时，并不意味着一定无码间干扰。只能是在2W2W的整数分之一的速率下，才能做到无码间干扰。4)4)系统的最大频带利用率为2 2波特/Hz/Hz。本质：在离散取样点上做到无码间干扰！第95页/共117页码间干扰及无码间干扰的条件码间干扰及无码间干扰的条件思考思考思考思考例：理想低通带宽为1000Hz1000Hz，为了不产生码间串扰，下面哪些速率可以传输？频带利用率为多少？1 1、6000B 6000B 2 2、1500B 1500B 3 3、800B 800B 4 4、400B 400B 5 5、150B150B第96页/共117页码间干扰及无码间干扰的条件码间干扰及无码间干扰的条件等效理想低通系统等效理想低通系统等效理想低通系统等效理想低通系统第97页/共117页码间干扰及无码间干扰的条件码间干扰及无码间干扰的条件 若实际低通Heq(Heq()能等效为一个理想低通，如果以等效带宽W W两倍的速率R RB B 传输，则可以做到无码间干扰。这时的传码速率R RB B 也是最大的无码间干扰的传码速率。这个等效带宽W W则称为奈奎斯特带宽，其最大的无码间干扰的传码速率称为奈奎斯特速率，而这时的T Tb b称为奈奎斯特间隔。奈奎斯特无码间干扰准则：奈奎斯特无码间干扰准则：奈奎斯特无码间干扰准则：奈奎斯特无码间干扰准则：如何寻求这个“等效”的理想低通？第98页/共117页码间干扰及无码间干扰的条件码间干扰及无码间干扰的条件 即 应能等效为一个理想低通，此时带宽为1/21/2T Tb b（即角频率为/T/Tb b）。基本方法：将实际的H()H()按一定的间隔大小（以=0=0为中心）等间隔分段，并将各分段平移到i=0i=0的位置上迭加。如果能在0 0段叠加为一条直线（即在0 0段的H()H()为常数），则该传输特性能够满足无码间干扰，并且能够由间隔的大小确定奈奎斯特间隔T Tb b和奈奎斯特速率R RB B。间隔的大小即式中的等效理想低通系统等效理想低通系统等效理想低通系统等效理想低通系统第99页/共117页码间干扰及无码间干扰的条件码间干扰及无码间干扰的条件升余弦低通等效过程升余弦低通等效过程升余弦低通等效过程升余弦低通等效过程 思考：截止角频率奈奎斯特速率频带利用率传输性质？第100页/共117页码间干扰及无码间干扰的条件码间干扰及无码间干扰的条件升余弦滚降传输特性升余弦滚降传输特性升余弦滚降传输特性升余弦滚降传输特性 使理想低通滤波器特性的边沿缓慢下降使理想低通滤波器特性的边沿缓慢下降,这称为这称为“滚降滚降”。滚降滚降指信号的频域过渡或频域衰减特性指信号的频域过渡或频域衰减特性。升余弦滚降传输特性H()可表示为 定义滚降系数：第101页/共117页码间干扰及无码间干扰的条件码间干扰及无码间干扰的条件升余弦滚降传输特性升余弦滚降传输特性升余弦滚降传输特性升余弦滚降传输特性 1、滚降低通的幅频特性以、滚降低通的幅频特性以 点成奇对称滚降点成奇对称滚降2、带宽可用通式表示为：、带宽可用通式表示为：3、都可以等效为带宽为、都可以等效为带宽为B的理想低通特性。的理想低通特性。3、都可实现最高传输速率、都可实现最高传输速率 RB=2B 的基带信号的无码间干扰传输。的基带信号的无码间干扰传输。4、频带利用率为：、频带利用率为：第102页/共117页码间干扰及无码间干扰的条件码间干扰及无码间干扰的条件升余弦滚降传输特性升余弦滚降传输特性升余弦滚降传输特性升余弦滚降传输特性 H(w)表达式 冲激响应函数h(t)h(t)表达式第103页/共117页码间干扰及无码间干扰的条件码间干扰及无码间干扰的条件升余弦滚降传输特性升余弦滚降传输特性升余弦滚降传输特性升余弦滚降传输特性 不同滚降系数余弦特性的H()及冲激响应曲线 第104页/共117页码间干扰及无码间干扰的条件码间干扰及无码间干扰的条件=1=0.5t/T1230 随随增加增加,零点间波零点间波形振荡起伏形振荡起伏变小变小,波形衰减与波形衰减与1/t3成成正比正比随随增加增加,频带宽度也增加频带宽度也增加0fTs=0=0.5=1=0第105页/共117页码间干扰及无码间干扰的条件码间干扰及无码间干扰的条件与带宽、频带利用率的关系：1、0时，为理想低通基带系统，B=1/(2T)=(1/2)Rs,s=2 baud/Hz2、1时，频带带宽最大，为理想带宽2倍，B=1/T=Rs,s=1 baud/Hz3、一般情况，B=(1)Rs/2,s=2/(1)baud/Hz升余弦滚降传输特性升余弦滚降传输特性升余弦滚降传输特性升余弦滚降传输特性 第106页/共117页5.4 5.4 部分响应系统部分响应系统 高的频带利用率和无码间干扰是矛盾的。能否寻求一种可实现的传输系统，它既能使频带利用率提高到理论上的最大值，又可降低对定时取样精度的要求；它允许存在一定的、受控制的符号间干扰，以便在接收端可以予以消除。这类系统称为部分响应系统。第107页/共117页5.4 5.4 部分响应系统部分响应系统第第第第类部分响应波形类部分响应波形类部分响应波形类部分响应波形 虽然波形 “拖尾”严重，但可以发现相距一个码元间隔的两个 波形的“拖尾”刚好正负相反，利用这样的波形组合肯定可以构成“拖尾”衰减很快的脉冲波形。第108页/共117页5.4 5.4 部分响应系统部分响应系统第第第第类部分响应波形类部分响应波形类部分响应波形类部分响应波形可用两个间隔为一个码元长度Ts的 的合成波形g(t)来代替 。g(t)幅度约与t2成反比，而抽样脉冲与t成反比，所以，合成波的衰减速度加快了。第109页/共117页5.4 5.4 部分响应系统部分响应系统第第第第类部分响应系统的冲激响应及传递函数类部分响应系统的冲激响应及传递函数类部分响应系统的冲激响应及传递函数类部分响应系统的冲激响应及传递函数 频谱范围传输带宽频带利用率频带利用率达到传输二元码时理论最大值第110页/共117页5.4 5.4 部分响应系统部分响应系统 用g g(t)(t)作为传送波形，且码元间隔为T Ts s，则在抽样时刻上仅发生发送码元的样值将受到前一码元的相同幅度样值的串扰，而与其他码元不会发生串扰。表面上看，由于前后码元的串扰很大，似乎无法按1 1T Ts s的速率进行传送。但由于这种“串扰”是确定的、可控的，在收端可以消除掉，故仍可按1 1T Ts s传输速率传送码元。由由于于存存在在前前一一码码元元留留下下的的有有规规律律的的串串扰扰，如如前前一一码码元元出出错错，则则可可能能会会造造成成误误码码的的传传播播（或扩散）（或扩散）。预编码预编码预编码预编码-相关编码相关编码相关编码相关编码-模模模模2 2 2 2判决判决判决判决部分响应系统部分响应系统部分响应系统部分响应系统第111页/共117页5.5.6 6 数字基带传输系统的性能数字基带传输系统的性能【注】针对无码间干扰的数字基带传输系统。第112页/共117页5.5.6 6 数字基带传输系统的性能数字基带传输系统的性能第113页/共117页5.5.6 6 数字基带传输系统的性能数字基带传输系统的性能第114页/共117页5.5.6 6 眼图及时域均衡眼图及时域均衡在在实实际际信信道道中中，传传输输特特性性总总是是偏偏离离理理想想情情况况。特特别别是是信信道道特特性性不不完完全全确确定定时时，得得不不到到定定量量分分析析方法。方法。在在实实际际工工作作中中，常常用用示示波波器器来来观观察察接接收收信信号号波形以判决系统的传输质量。波形以判决系统的传输质量。所谓所谓眼图眼图，就是指基带系统的输出信号在，就是指基带系统的输出信号在示波器上显示的图形，因为在传输二进制信号示波器上显示的图形，因为在传输二进制信号波形时，它很像人的眼睛。波形时，它很像人的眼睛。第115页/共117页5.5.6 6 眼图及时域均衡眼图及时域均衡1.1.均衡均衡：对系统的传输函数：对系统的传输函数H(w)H(w)进行校正，使系进行校正，使系统接近无码间串扰的传输特性，称为均衡。统接近无码间串扰的传输特性，称为均衡。2.2.均衡器均衡器：实现均衡的滤波器称为均衡器。：实现均衡的滤波器称为均衡器。3.3.均衡可分为均衡可分为频域均衡频域均衡和和时域均衡时域均衡。频频域域均均衡衡：校校正正系系统统的的频频率率特特性性出出发发，使使包包括括均均衡衡器器在在内内的的基基带带系系统统的的总总特特性性满满足足无无失失真真传传输输条条件；运用在模拟通信系统中。件；运用在模拟通信系统中。时时域域均均衡衡：校校正正系系统统的的传传输输波波形形，使使其其满满足足无无码码间串扰条件；运用于数字通信系统中。间串扰条件；运用于数字通信系统中。均衡相关概念：均衡相关概念：均衡相关概念：均衡相关概念：第116页/共117页感谢您的观看！第117页/共117页