数字信号基带传输第节四ppt课件.ppt

4部分呼应系统〔奈奎斯特第二准那么〕 o 部分呼应系统提出的动机o 根据奈奎斯特第一准那么设计基带系统时，可以到达极限频带利用率 ，但实践不可实现；且第一个零点以后的尾巴振荡幅度大、收敛慢，从而对定时要求非常严厉假设定时稍有偏向，那么极易引起严重的码间干扰实践运用中，常采用升余弦频谱特性，虽然减少了尾巴的振荡，对位定时也可放松些要求，但所需的频带宽度却加宽了，因此带宽利用率降低于是提出了部分呼应系统的概念其目的：在消除符号间干扰前提下，速率为 的波形序列，可由奈氏带宽 进展信道传输 o 实现部分呼应的方法 o 在发送端，人为参与一个知的符号间“干扰〞——采用相关电平编码，构成“双二进制信号〞；在接纳端这种人为干扰以确定的方式判别出来4 4 部分呼部分呼应应系系统统〔奈奎斯特第二准那么〕〔奈奎斯特第二准那么〕 o 奈奎斯特第二准那么o 有控制地在某些码元的抽样时辰引入码间干扰，而在其它码元的抽样时辰无码间干扰，那么就能使频带利用率提高到实际上的最大值，同时又可以降低对定时精度的要求。

o通常把这种波形称为部分呼应波形，利用部分呼应波形进展传送的基带传输系统称为部分呼应系统4 4部分呼部分呼应应系系统统〔奈奎斯特第二准那么〕〔奈奎斯特第二准那么〕o 相关电平编码——(第I类部分呼应) o 设发送编码序列为 ，当序列 进入图示的编码器，那么输出为o o 具有三电平值，即 、0〔当 时〕o或 具有三电平值，即0、1、2〔当 时〕o o 这种由 的二电平转换为 的三电平而导致的相邻信号间的相关性——就是人为的将符号间干扰参与到发送信号的机制 ∑理想LPF＋＋图 相关电平编码器4 4 部分呼部分呼应应系系统统〔奈奎斯特第二准那么〕〔奈奎斯特第二准那么〕o 第一类部分呼应o 将两个时间上相隔一个码元时间 的 波形相加，如以下图(a〕所示，那么相加后的波形 为o其频谱函数 为：4 4 部分呼部分呼应应系系统统〔奈奎斯特第二准那么〕〔奈奎斯特第二准那么〕4 4 部分呼部分呼应应系系统统〔奈奎斯特第二准那么〕〔〔奈奎斯特第二准那么〕〔续续〕〕o 第一类部分呼应o 这样，当发送码元 时，接纳波形 在相应抽样时辰上获得的值由 确定。

o 在接纳时，为了恢复 ，需求进展o 这种检测方法的缺陷一：一旦出现误判决，那么会产生误码分散景象o 缺陷二：参考位 有错，解码全非由于这时的“干扰〞是确定的，故依然可以每秒传送 个码元4 4 部分呼部分呼应应系系统统〔奈奎斯特第二准那么〕〔〔奈奎斯特第二准那么〕〔续续〕〕o 举例1：相关电平编、解码o如：设 为1 1 1 0 1 0 0 1，假定传输过程发生了错误，那么有：o 输入ka111010011-ka01110100发送端kC12211101'kC1222 ←1101'1-ka0111101-1接纳端'ka1111 ←0 ←1 ←-1 ←2 ←4 4部分呼部分呼应应系系统统〔奈奎斯特第二准那么〕〔〔奈奎斯特第二准那么〕〔续续〕〕o 举例2：相关电平编、解码o 3 -3 1 -1 3 –3 3 -3 3 -1 1 设置错 2 0 -2 0 2 0 0 0 0 2 0 正确传输4 1 -1 –1 1 1 –1 3 –3 3 1 -1 正确 2 0 -2 0 2 0 2 0 0 2 0 传输有错3 1 -1 -1 1 1 -1 1 –1 1 1 –1 正确设2 0 -2 0 2 0 0 0 0 2 0正确传输22 0 -2 0 2 0 0 0 0 2 0 相关电平码 1 1 –1 –1 1 1 –1 1 –1 1 1 延迟一位 1 –1 –1 1 1 –1 1 –1 1 1 -1原序列1发送3电平序列接纳无错序列参考接纳含错序列参考参考4 4 部分呼部分呼应应系系统统〔奈奎斯特第二准那么〕〔奈奎斯特第二准那么〕o 预编码、相关电平编码 o 概念：为了抑制上述由源码 直接进展相关电平编码引起的部分呼应信号的严重缺陷——误码分散和接纳参考位不正确带来的误码。

常采用预编码-相关电平编码，即首先将 变为差分码 ，再进展相关电平编码这是适用的第I类部分呼应o 编、解码步骤(设 )：o 构成差分码 o 双二进制码o 接纳端恢复源码，判决规那么为 o 预编码-相关电平编码的优点 ：o 在传输中，一旦发生过失，那么解码后只是该位有错，不会误码分散 o 解码判决和参考位无关o o 4 4 部分呼部分呼应应系系统统〔奈奎斯特第二准那么〕〔〔奈奎斯特第二准那么〕〔续续〕〕o 举例1：预编码-相关电平编、解码o 如：设 为1 1 1 0 1 0 0 1，假定传输过程不发生错误，那么有：o 输入ka1111010011-kb01011000kb10110001发送端kC11121001'kC11121001接纳端2mod][kC111010014 4部分呼部分呼应应系系统统〔奈奎斯特第二准那么〕〔〔奈奎斯特第二准那么〕〔续续〕〕输入ka111010011-kb01011000kb10110001发送端kC11121001'kC112 ←21001接纳端2mod][kC110 0←01001o 举例2：预编码-相关电平编、解码o 如设 为1 1 1 0 1 0 0 1，假定传输过程发生错误，那么有o 部分呼应系统〔奈奎斯特第二准那么〕〔续〕o 第一类部分呼应编码系统组成框图o 4 4 部分呼部分呼应应系系统统〔奈奎斯特第二准那么〕〔〔奈奎斯特第二准那么〕〔续续〕〕o 第四类部分呼应o 让两个时间上相隔两个码元时间的波形相减。

即o o 编、解码步骤：o 构成差分码 o 双二进制码o 接纳端判决规那么为o 其频谱为4 4 部分呼部分呼应应系系统统〔奈奎斯特第二准那么〕〔〔奈奎斯特第二准那么〕〔续续〕〕o 部分呼应的普通原理o 部分呼应波形的普通表示式为o其中， 为N个冲激呼应波形的加权系数，其取值可o为正、负整数〔包括取0值〕o 的频谱函数为4 4 部分呼部分呼应应系系统统〔奈奎斯特第二准那么〕〔〔奈奎斯特第二准那么〕〔续续〕〕o 部分呼应的普通原理o 设输入数据序列为 ，相应的相关编码电平为 ，那么其“预编码—相关编码—模2判决〞过程为o 预编码运算公式为o 相关编码的运算公式为o 对 作模L运算可得输入数据 ，即o 4 4 部分呼部分呼应应系系统统〔奈奎斯特第二准那么〕〔〔奈奎斯特第二准那么〕〔续续〕〕 部分呼应的阐明 采用预编码方式的部分呼应不存在错误传播问题，而且接纳端的译码也非常简单 采用部分呼应波形，能实现2波特／赫的频带利用率，而且通常它的“尾巴〞衰减大和收敛快，还可实现基带频谱构造的变化 常见的部分呼应波形有五类，如下表所示。

在同样输入信噪比条件下，部分呼应系统的抗噪声性能将比零类呼应系统的要差〔有效性的提高、可靠性下降〕4 4部分呼部分呼应应系系统统〔奈奎斯特第二准那么〕〔〔奈奎斯特第二准那么〕〔续续〕〕o 五类部分呼应波形的比较o 5 基带系统抗噪声性能 发送滤波器信道接纳滤波器)( fHT)( fHc)( fHR)(tn{ }na)(tx图 数字基带传输系统)(tg取样判决器{ }'na5基带系统抗噪声性能 o 举例：有噪声、无噪声时接纳判决电路的输入波形 5 5基基带带系系统统抗噪声性能〔抗噪声性能〔续续〕〕 o 影响基带传输系统误码率的主要要素 o 码型、波形o 信道性能〔带宽、传输性能〕o 接纳方式o 判决采用的门限值〔阈值〕o 双极性不归零基带信号的误码率计算o设基带传输系统无码间干扰，信道噪声是均值为零、方差为 的高斯白噪声此时系统的平均误码率 为o式中， 是发“1〞，“0〞的概率； 是将“1〞错判为“0〞的概率； 是将“0〞错判为“1〞的概率o 5 5基基带带系系统统抗噪声性能〔抗噪声性能〔续续〕〕 o 双极性不归零基带信号的误码率计算o 1、确定抽样判决器输入端信号的统计特性o 抽样判决时辰 ，o 抽样值为o 传号抽样值和空号抽样值服从高斯分布： 2、给出传号、空号错误概率表达式 3、给出平均误码率表达式 4、求最正确门限 为使 ，求极值 那么最正确判决门限电平为 当 5 5基基带带系系统统抗噪声性能〔抗噪声性能〔续续〕〕  5、计算双极性非归零序列的误码率 将知条件A及 代入，可得详细值 可见误码率与信噪比 有关，随着信噪比的添加，误码率下降5 5基基带带系系统统抗噪声性能〔抗噪声性能〔续续〕〕 误差函数与互补误差函数：误差函数与互补误差函数：误差函数误差函数互补误差函数互补误差函数5 5基基带带系系统统抗噪声性能〔抗噪声性能〔续续〕〕 o 单极性不归零基带信号的误码率计算o 抽样判决时辰 ，o抽样值为o o传号抽样值和空号抽样值服从高斯分布：o单极性基带波形的最正确门限电平为o当 ，o此时系统误码率为5 5基基带带系系统统抗噪声性能〔抗噪声性能〔续续〕〕 o 三元码的误码率计算o 设相邻幅度电平的间隔为A，那么其信号幅度有三个：-A，0，+A。

o抽样判决时辰 ，o抽样值为o o抽样值服从高斯分布：o假设这三种幅度等概出现，最正确判决电平〔最正确门限电平〕选为 –A/2、 +A/25 5基基带带系系统统抗噪声性能〔抗噪声性能〔续续〕〕 -A电平发生错误判决的概率 0电平发生错误判决的概率+A电平发生错误判决的概率那么三元码误码率为。