基带数字信号的表示和传输之四

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1、通信系统原理教程第15讲基带数字信号的表示和传输之四通信教研室本讲内容概述字符的编码方法基带数字信号的波形基带数字信号的传输码型基带数字信号的频率特性基带数字信号传输与码间干扰眼图时域均衡器2021/7/162第15讲基带数字信号的表示和传输之四码间串扰所造成的影响和噪声干扰一样，产生误码。为得到传输系统的性能，需借助实验手段。眼图－用示波器实际观察接收信号质量的方法，可直观地观测分析码间串扰和噪声干扰对系统的影响（在Y轴上加接收的码元信号，X轴上加传输速率等于码元信号的锯齿波）。示波器上显示的是许多接收信号码元叠加在一

2、起的波形。对于二进制双极性信号：在理想情况下，显示有如一只睁开的眼睛。在有干扰情况下，“眼睛”张开的程度代表干扰的强弱。眼的张开度越大，轨迹越清晰，信道性能越好。5.7眼图2021/7/163第15讲基带数字信号的表示和传输之四眼图模型“眼睛”张开最大的时刻是最佳抽样时刻；中间水平横线表示最佳判决门限电平；阴影区的垂直高度表示接收信号振幅失真范围；“眼睛”斜边的斜率表示抽样时刻对定时误差的灵敏度；斜率越陡对定时误差的灵敏度越高，即要求抽样时刻越准确。在无噪声情况下，“眼睛”张开的程度，即在抽样时刻的上下两阴影区间的距离之

3、半，为噪声容限；若在抽样时刻的噪声值超过这个容限，就可能发生错误判决。返回的2021/7/164第15讲基带数字信号的表示和传输之四5.8.1概述均衡器的用途－对传输系统进行校正以减小码间串扰。均衡器的种类：频域均衡器（模拟）和时域均衡器（数字）时域均衡器的实现－采用横向滤波器5.8.2横向滤波器基本原理基带传输的总传输特性：H(f)=GT(f)C(f)GR(f)式中，GT(f)－发送滤波器传输函数；GR(f)－接收滤波器传输函数；C(f)－信道传输特性。为了消除码间串扰，要求H(f)满足奈奎斯特准则。即：在系统中插

4、入一个均衡器，其传输特性为E(f)。上式变为：H(f)=GT(f)C(f)GR(f)E(f)设计E(f)使总传输特性H(f)满足奈奎斯特准则。时域均衡器2021/7/165第15讲基带数字信号的表示和传输之四1.时域均衡的基本原理h(t)h’(t)2021/7/166第15讲基带数字信号的表示和传输之四2.横向滤波器时域均衡通常利用横向滤波器来实现横向滤波器冲激响应：频率特性：TTTTTC-N+1C-N+2C-N+3CN-1xnxn-1xn-2xn-3C-NCNyn2021/7/167第15讲基带数字信号的表示和传

5、输之四设横向滤波器输入为x(t)，则输出上式可以简记为：用矩阵表示：Y=XCY是4N+1矩阵,X是2N+1矩阵,X是4N+1乘2N+1矩阵。若X是方阵，则:C=X-1Y2021/7/168第15讲基带数字信号的表示和传输之四例：设横向滤波器均衡系统抽头的系数为：C-1=-1/4，C0＝1，C1＝1/2，均衡前系统冲激响应：x-1=1/4，x0=1，x1=-1/2,利用前面给出的式：可得：y-2=-1/16，y-1=0，y0=5/4，y1=0，y2=-1/4，可见，邻近抽样点的码间串扰已校正为零，但y-2和y2不为零。一般

6、地，当N足够大时，可使yk的绝对值足够地小。有限项的横向滤波器还不能完全消除码间串扰。2021/7/169第15讲基带数字信号的表示和传输之四设系统是一个非时变的系统，按奈奎斯特第一准则的无码间串扰的条件，要求:2021/7/1610第15讲基带数字信号的表示和传输之四3.预置式自动均衡与迫零调整法传输数据前先发送一系列单个测试脉冲（训练信号），调整并确定横向滤波器的系数，然后传输数据。在迫零调整法中，使用2N+1行的X和Y，并令输出中除所需码元的抽样值外，其他前后的抽样值均为零，即：通过发送训练信号,在接收端均衡器前得

7、到矩阵X的值[x(k)],再利用C=X-1Y关系,即可得到C值[c(k)]。例：设接收到的带码间串扰的信号电压抽样值[x(k)]为1/8、1/4、1、1/2、1/4；其他x(k)的值为零。试用迫零法求出具有3个抽头的横向滤波器的抽头系数；并对于k=±2、±3计算输出的y(k)值。解：由给出的[x(k)]得：x-2=1/8、x-1=1/4、x0=1、x1=1/2、x2=1/4根据Y=XC及迫零法要求得：2021/7/1611第15讲基带数字信号的表示和传输之四解上面这个三元联立方程组得：将k=±2、±3代入Y=XC得到：y

8、2=0.0308、y-2=0.0969，y3=-0.1428、y-3=-0.0306综上所述，有限长横向均衡器不可能完全消除码间串扰，抽头数越大消除码间串扰的效果越好，当N→∞时可完全消除码间串扰。但从实现的复杂度和实际效果方面考虑，当抽头数达到一定值时，可得到较好的均衡效果。4.衡量均衡效果的准则（1）峰值畸变（失