通信原理教案5-3(10)

1、教 案 紙內(nèi) 容方法與手段第 5 章 數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)（第三講）目的要求： 1、掌握無(wú)碼間干擾的基帶傳輸特性（Nyquist第一準(zhǔn)則）及判斷有、無(wú)碼間干擾的方法。2、掌握無(wú)碼間干擾條件下碼元速率、帶寬和頻帶利用率之間的關(guān)系。3、理解部分響應(yīng)系統(tǒng)工作原理，掌握部分響應(yīng)技術(shù)的作用。5.5 無(wú)碼間干擾的基帶傳輸特性一、無(wú)碼間干擾的時(shí)域條件基帶傳輸特性的分析模型：見(jiàn)教材P102圖5-8。系統(tǒng)的總傳輸特性 (5-2)無(wú)碼間干擾的時(shí)域條件： (5-3)二、無(wú)碼間干擾的頻域條件 (5-4)即將系統(tǒng)頻率特性H()在頻率軸上處切開(kāi)（間隔為），再分段沿頻率軸平移到(-，)區(qū)間內(nèi)，迭加起來(lái)，其結(jié)果應(yīng)為常數(shù)。見(jiàn)教材P

2、105圖5-10。Nyquist第一準(zhǔn)則（抽樣無(wú)失真條件）：對(duì)于可等效成截止頻率為理想低通特性的基帶傳輸系統(tǒng)，若以碼元速率第 5-10 頁(yè)教 案 紙內(nèi) 容方法與手段傳輸信碼，在收端抽樣時(shí)刻不會(huì)產(chǎn)生碼間干擾。 H(f ) f (Hz) -w w h(t) 0 1 2 3 2wt cp RB=2w時(shí)無(wú)ISI cp RB=2w/1.5時(shí)有ISI 2wt cp RB=2w/k時(shí)無(wú)ISI 2wt 2wt cp(t) RB=2W/2時(shí)無(wú)ISI 稱為奈氏速率，它是所有可等效成截止頻率為理想低通特性的基帶傳輸系統(tǒng)，無(wú)碼間干擾的最高速率；稱為奈氏間隔；稱為奈氏帶寬。各種傳輸速率時(shí)有無(wú)碼間干擾情況見(jiàn)右圖。無(wú)碼間干

3、擾的最高頻帶利用率為Bd/Hz。三、常見(jiàn)基帶系統(tǒng)的頻率特性常見(jiàn)基帶系統(tǒng)的頻率特性和沖激響應(yīng)：教材P105圖5-11。1、理想低通特性，無(wú)碼間干擾的最大碼速為。最高頻帶利用率為Bd/Hz。缺點(diǎn)：一是理想特性的物理實(shí)現(xiàn)極為困難；二是理想的沖激響應(yīng)h(t)的“尾巴”衰減很慢，當(dāng)定時(shí)存在偏差時(shí)，可能出現(xiàn)嚴(yán)重的碼間串?dāng)_。2、余弦滾降特性定義滾降系數(shù)為，顯然，。無(wú)碼間串?dāng)_的最大碼速為2w1，占用信道帶寬為Bc= w1(1+)，故最大頻帶利用率為第 5-11 頁(yè)教 案 紙內(nèi) 容方法與手段Bd/Hz (5-5)余弦滾降系統(tǒng)解決了理想低通系統(tǒng)的缺點(diǎn)，但頻帶利用率低。當(dāng)時(shí)即為理想低通系統(tǒng)，當(dāng)時(shí)稱為升余弦滾降系統(tǒng)。

4、3、升余弦滾降特性無(wú)碼間串?dāng)_的最大碼速為2w1，占用信道帶寬為Bc= 2w1，最大頻帶利用率為Bd/Hz。升余弦滾降系統(tǒng)沖激響應(yīng)h(t)的“尾巴”衰減最快，但頻帶利用率最低。此外，還有直線滾降特性（三角滾降和梯形滾降），與余弦滾降和升余弦滾降系統(tǒng)類似。【例53】某基帶傳輸系統(tǒng)具有右圖所示的三角形傳輸函數(shù)：(1) 當(dāng)RB=0/時(shí)，用奈奎斯特準(zhǔn)則驗(yàn)證該系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)無(wú)碼間串?dāng)_傳輸?(2) 求該系統(tǒng)接收濾波器輸出基本脈沖的時(shí)間表達(dá)式，并用此來(lái)說(shuō)明(1)中的結(jié)論。(3) 求該系統(tǒng)無(wú)碼間串?dāng)_的、和。解：(1) 將H()在頻率軸上以2/Ts =20為間隔切開(kāi)，由于H()的頻率范圍為(-0,0)，故切開(kāi)、平移

5、、迭加后仍為H()，在|<0范圍內(nèi)H()不為常數(shù)，故系統(tǒng)有碼間串?dāng)_。(2) 根據(jù)傅氏變換的對(duì)稱性，可得h(t)=Sa2此即為接收濾波器輸出基本脈沖時(shí)間表達(dá)式。因第 5-12 頁(yè)教 案 紙內(nèi) 容方法與手段所以h(kTs)=可見(jiàn) k=0,±1,±3,時(shí)，h(kTs)0，故有碼間串?dāng)_。(3) 由圖可見(jiàn)，該系統(tǒng)特性等效為常數(shù)的最大區(qū)間是(-，)。故，課堂討論: 教材P126習(xí)題5-13。5.6 部分響應(yīng)系統(tǒng)一、部分響應(yīng)系統(tǒng)的概念這種系統(tǒng)的頻帶利用率可達(dá)2B/Hz，且時(shí)域響應(yīng)衰減快，可放寬對(duì)定時(shí)抖動(dòng)的要求，頻率特性可以實(shí)現(xiàn)。二、第類部分響應(yīng)系統(tǒng)第類部分響應(yīng)信號(hào)g(t)的波形和頻

6、譜：教材P107圖5-12。特點(diǎn)：(1) g(t)波形的拖尾幅度與t2成反比，衰減速度加快了。(2) g(t)的頻譜限制在內(nèi)，Bd/Hz。(3) 用g(t)作為傳送波形，且碼元間隔為T(mén)s，則在本碼元抽樣時(shí)刻上僅受到前一碼元相同幅度樣值的串?dāng)_，而其他碼元不會(huì)發(fā)生串?dāng)_（教材P108圖5-13）。由于可控，在收端可以消除。 第類部分響應(yīng)系統(tǒng)工作原理：教材P109圖5-14。 (1) 預(yù)編碼：將發(fā)送碼元變成：(2) 相關(guān)編碼：(3) 模2判決：例：（注：粗體為傳輸錯(cuò)誤碼元）ak 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1第 5-13 頁(yè)教 案 紙內(nèi) 容方法與手段bk-1 0 1 1 0 1 1 1 1

7、 0 0 1bk 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0Ck 1 +2 1 1 +2 +2 +2 1 0 1 1Ck1 +2 1 1 +2 +2 +2 0 0 1 1 ak 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1部分響應(yīng)系統(tǒng)預(yù)編碼、相關(guān)編碼和收端判決的一般形式：見(jiàn)教材P110式(5.6-14)(5.6-16)。 三、第類部分響應(yīng)系統(tǒng)例：ak 0 0 1 3 2 1 0 3 2 3bk-2 0 0 0 0 1 3 3 0 3 3bk 0 0 1 3 3 0 3 3 1 2Ck 1 3 2 -3 0 3 -2 -1Ck 1 3 2 -3 0 2 -2 -1ak 1 3 2 1 0 2 2 3小 結(jié) 一、無(wú)碼間干擾的基帶傳輸特性 Nyquist第一準(zhǔn)則及判斷有、無(wú)碼間干擾的方法；無(wú)碼間干擾條件下碼元速率、帶寬和頻帶