5数字基带信号传输 研究对象:数字基带传输系统 研究目的:从剖析数字基带传输系统,掌握数字通信系统分析和 设计的基本方法和思路 ■预备知识:需要具备概率论与随机过程的基本知识,以及信号与 系统的基本知识
5 数字基带信号传输 ◼ 研究对象：数字基带传输系统 ◼ 研究目的：从剖析数字基带传输系统，掌握数字通信系统分析和 设计的基本方法和思路 ◼ 预备知识：需要具备概率论与随机过程的基本知识，以及信号与 系统的基本知识
数字基带信号传输 概述 数字基带信号及其频谱特性 数字基带传输中的码间串扰和噪声 部分响应系统 眼图 基带传输系统的抗噪声性能 均衡技术
数字基带信号传输 ◼ 概述 ◼ 数字基带信号及其频谱特性 ◼ 数字基带传输中的码间串扰和噪声 ◼ 部分响应系统 ◼ 眼图 ◼ 基带传输系统的抗噪声性能 ◼ 均衡技术
概述 ■问题的描述 本章研究的问题是什么,简化为数学模型是 什么样的? 数字基带信号的码型 什么是码型,各种码型的特点,什么样的码 型适合信道传输 ■数字基带信号的功率谱分析 基带信号占用的频带怎样,该用什么样的信 道去传输
概述 ◼ 问题的描述 本章研究的问题是什么，简化为数学模型是 什么样的？ ◼ 数字基带信号的码型 什么是码型，各种码型的特点，什么样的码 型适合信道传输 ◼ 数字基带信号的功率谱分析 基带信号占用的频带怎样，该用什么样的信 道去传输
概述 什么是数字基带信号? 信号含丰富的低频分量,甚至直流分量; 什么是数字基带传输? 数字基带信号在信道中的直接传输;如在某些具有低通特性 的有线信道中,特别是传输距离不太远的情况下; 为什么要研究数字基带传输系统? 1在利用对称电缆构成的近程数据通信系统广泛采用了这种传输方式; 2数字基带传输中包含频带传输的许多基本问题,也就是说,基带传输 系统的许多问题也是频带传输系统必须考虑的问题; 3任何一个采用线性调制的频带传输系统可等效为基带传输系统来研究;
概述 什么是数字基带信号？ － 信号含丰富的低频分量，甚至直流分量； 什么是数字基带传输？ －数字基带信号在信道中的直接传输；如在某些具有低通特性 的有线信道中，特别是传输距离不太远的情况下； 为什么要研究数字基带传输系统？ 1 在利用对称电缆构成的近程数据通信系统广泛采用了这种传输方式； 2 数字基带传输中包含频带传输的许多基本问题，也就是说，基带传输 系统的许多问题也是频带传输系统必须考虑的问题； 3 任何一个采用线性调制的频带传输系统可等效为基带传输系统来研究；
基带传输系统的基本结构 CO) G2(f) 二进制{码型(发送 接受少(O抽样输出 符号变换器「滤波器 信道 滤波器 判决 cp 定时脉冲 同步提 取电路 图5-1数字基带传输系统
基带传输系统的基本结构 二进制 符 号 码 型 变换器 发 送 滤波器 信道 接 受 滤波器 抽样 判决 同步提 取电路 定时脉冲 输出 cp s t( ) y(t) an ( ) G f T ( ) G f R C f ( ) ' n a n(t) 图5-1 数字基带传输系统
基带传输系统的基本结构 ■码型变换器一把原始基带信号变换成适合于信道传输的的 各种码型,达到与信道匹配的目的; ■发送滤波器一码型变换器输出的各种码型是以矩形为基础 的,发送滤波器的作用就是把它变换为比较平滑的波形, 如升余弦波形等,这样利于压缩频带、便于传输; ■信道一它是允许基带信号通过的媒质,通常不满足无失真 传输条件,甚至是随机变化的。另外信道还会进入噪声。 般认为噪声为AWGN; ■接收滤波器一滤除带外噪声,对信道特性均衡,使输出 的基带波形有利于抽样判决; ■抽样判决器一传输特性不理想及噪声背景下,在规定时刻 (由位定时脉冲控制)对接收滤波器的输出波形进行抽样 判决,以恢复或再生基带信号;
基带传输系统的基本结构 ◼ 码型变换器－把原始基带信号变换成适合于信道传输的的 各种码型，达到与信道匹配的目的； ◼ 发送滤波器－码型变换器输出的各种码型是以矩形为基础 的，发送滤波器的作用就是把它变换为比较平滑的波形， 如升余弦波形等，这样利于压缩频带、便于传输； ◼ 信道－它是允许基带信号通过的媒质，通常不满足无失真 传输条件，甚至是随机变化的。另外信道还会进入噪声。 一般认为噪声为AWGN； ◼ 接收滤波器－ 滤除带外噪声，对信道特性均衡，使输出 的基带波形有利于抽样判决； ◼ 抽样判决器－传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻 （由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样 判决，以恢复或再生基带信号；
0 基 带 系 统 各 点 r(OA 波 八 (d) 形 小 y(1) 意 图 0
ttttt 1 0 1 0 1 1 00000 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) 0 an t 0 t 1 0 1 1 1 0 1 0 ' an s t( ) y t( ) r t( ) 基带系统各点波形示意图
研究的目标 ■可靠性:在接收端要以最小的错误概率恢 复出发送序列{an},也就是要研究误码率与 系统的什么参数有关,如何能使误码率达 到最小; ■有效性:基带传输系统的带宽都是有限的, 在有限带宽情况下如何尽可能提高码元速
研究的目标： ◼ 可靠性：在接收端要以最小的错误概率恢 复出发送序列{an }，也就是要研究误码率与 系统的什么参数有关，如何能使误码率达 到最小； ◼ 有效性：基带传输系统的带宽都是有限的， 在有限带宽情况下如何尽可能提高码元速 率；
研究目标的数学描述 设发送滤波器传输函数为Gr(f),信道的传输特性为c(f),接收滤波 器的传输特性为Gg(f),其总传输特性为 H(O=G7()·C(f)·G2(f) 如何设计总传输特性H(f),使得接收端恢复出的序列{an}与发送端 序列{an}之间的差错尽可能少 如何设计总传输特性H(f),使得在物理可实现时,频带利用率尽可 能高 当总传输特性H(f)达不到设计要求时,可以取什么办法进行补偿
研究目标的数学描述 设发送滤波器传输函数为GT (f )，信道的传输特性为C(f )，接收滤波 器的传输特性为GR(f )，其总传输特性为 H( f ) G ( f ) C( f ) G ( f ) T R = 如何设计总传输特性H (f )，使得接收端恢复出的序列{an ’}与发送端 序列{an }之间的差错尽可能少 如何设计总传输特性H (f )，使得在物理可实现时，频带利用率尽可 能高 当总传输特性H (f )达不到设计要求时，可以采取什么办法进行补偿
数字基带信号的码型 ■对传输用的基带信号主要有两个方面的要求 口对传输码型的要求一原始消息代码必须编成适合 于传输用的码型 口对基带脉冲的要求一所选码型对应的电波形应适 合于基带系统的传输
数字基带信号的码型 ◼ 对传输用的基带信号主要有两个方面的要求： 对传输码型的要求－原始消息代码必须编成适合 于传输用的码型 对基带脉冲的要求－所选码型对应的电波形应适 合于基带系统的传输