2023/7/261通信原理主講：?jiǎn)谓瓥|（第五章）2023/7/262基本要求：了解數(shù)字基帶信號(hào)的時(shí)域波形和頻譜特性；掌握AMI碼、HDB3碼、CMI碼、密勒碼、雙相碼等的編譯碼原理及特點(diǎn)；了解數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)組成及各部分作用；掌握無(wú)碼間串?dāng)_的時(shí)域、頻域條件及奈奎斯特帶寬；掌握升余弦滾降特性，滾降系數(shù)與頻帶利用率的關(guān)系；了解部分響應(yīng)系統(tǒng)的原理及作用；了解眼圖與基帶信號(hào)傳輸質(zhì)量的關(guān)系；了解時(shí)域均衡的原理，均衡效果的衡量。第5章基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸2023/7/2635.1概述數(shù)字信號(hào)傳輸時(shí)為什么需要不同的表示方法？為了除去直流分量和頻率很低的分量；為了在接收端得到每個(gè)碼元的起止時(shí)刻信息；為了使信號(hào)的頻譜和信道的傳輸特性相匹配。二進(jìn)制信號(hào)在原理上可用“0”和“1”代表，但在實(shí)際傳輸中，可能采用不同的傳輸波形和碼型來(lái)表示二進(jìn)制信號(hào)“0”和“1”。2023/7/2645.2字符的編碼方法何謂字符？－數(shù)字通信系統(tǒng)中輸入的文字，例如漢字、數(shù)字和英文字母…，統(tǒng)稱為字符。漢字的編碼方法：4位十進(jìn)制數(shù)字表示一個(gè)漢字。例如，電報(bào)編碼：“中”“0022”，“國(guó)”“0948”。 區(qū)位碼：“中”“5448”，“國(guó)”“2590”。英文字母編碼方法：

ASCII碼-7位二進(jìn)制數(shù)字表示一個(gè)字符。代碼：上述表示字符的數(shù)字組合稱為碼組或代碼。2023/7/2655.3基帶數(shù)字信號(hào)的波形單極性波形雙極性波形單極性歸零波形雙極性歸零波形差分波形多電平波形010110001-V0+V+V+V0+V-V0(a)(b)(c)(d)(e)(a)單極性波形(b)雙極性波形(c)單極性歸零波形(d)雙極性歸零波形(e)差分波形圖5.3.1基帶信號(hào)的基本波形-V圖5.3.2多電平波形0+V+3V-3V二進(jìn)制2023/7/266單極性波形010110001-V0+V+V+V0+V-V0(a)(b)(c)(d)(e)(a)單極性波形(b)雙極性波形(c)單極性歸零波形(d)雙極性歸零波形(e)差分波形圖5.3.1基帶信號(hào)的基本波形最簡(jiǎn)單的一種基帶信號(hào)波形。用0電位和正（負(fù)）電位V分別表示二進(jìn)制數(shù)字“1”和“0”（或相反）。在一個(gè)碼元時(shí)間內(nèi)，信號(hào)電壓取值不變。如圖（a）所示；用途：只適合用導(dǎo)線連接的各點(diǎn)之間做近距離傳輸，如在印刷電路板和機(jī)箱內(nèi)。2023/7/267雙極性波形010110001-V0+V+V+V0+V-V0(a)(b)(c)(d)(e)(a)單極性波形(b)雙極性波形(c)單極性歸零波形(d)雙極性歸零波形(e)差分波形圖5.3.1基帶信號(hào)的基本波形用＋V和－V分別表示二進(jìn)制數(shù)字“1”和“0”。如圖（b）所示；優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)“1”和“0”等概出現(xiàn)時(shí)，沒(méi)有直流分量；節(jié)省能源；判決門限在0電平，與接收信號(hào)電平波動(dòng)無(wú)關(guān)。用途：RS－232接口標(biāo)準(zhǔn)中采用雙極性波形。2023/7/268單極性歸零波形（RZ）010110001-V0+V+V+V0+V-V0(a)(b)(c)(d)(e)(a)單極性波形(b)雙極性波形(c)單極性歸零波形(d)雙極性歸零波形(e)差分波形圖5.3.1基帶信號(hào)的基本波形單極性信號(hào)電壓在一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)回到0值。通常使脈沖寬度等于碼元寬度的一半。對(duì)應(yīng)的，上面的單極性和雙極性波形又稱為不歸零NRZ。如圖（c）所示；2023/7/269雙極性歸零波形（RZ）010110001-V0+V+V+V0+V-V0(a)(b)(c)(d)(e)(a)單極性波形(b)雙極性波形(c)單極性歸零波形(d)雙極性歸零波形(e)差分波形圖5.3.1基帶信號(hào)的基本波形雙極性信號(hào)電壓在一個(gè)碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)回到0值。通常使脈沖寬度等于碼元寬度的一半。若“0”和“1”等概率出現(xiàn)時(shí)，它沒(méi)有直流分量。如圖（d）所示；2023/7/2610差分波形010110001-V0+V+V+V0+V-V0(a)(b)(c)(d)(e)(a)單極性波形(b)雙極性波形(c)單極性歸零波形(d)雙極性歸零波形(e)差分波形圖5.3.1基帶信號(hào)的基本波形電壓發(fā)生變化表示數(shù)字“0”；電壓不發(fā)生變化表示數(shù)字“1”；如圖（e）所示；2023/7/2611多電平波形多進(jìn)制的電壓波形表示。圖（5.3.2）表示一個(gè)四電平波形，其電壓的可能取值為：－3V、－V、＋V、＋3V；優(yōu)點(diǎn)：每個(gè)碼元含有2b的信息量，適用于高速數(shù)字通信系統(tǒng)中。-V圖5.3.2多電平波形0+V+3V-3V2023/7/26125.4基帶數(shù)字信號(hào)的傳輸碼型對(duì)于傳輸碼型，有如下一些要求：無(wú)直流分量和只有很小的低頻分量；含有碼元的定時(shí)信息；傳輸效率高；最好有一定的檢錯(cuò)能力；適用于各種信源，即要求以上性能和信源的統(tǒng)計(jì)特性無(wú)關(guān)AMI碼－傳號(hào)交替反轉(zhuǎn)碼編碼規(guī)則：“1”

交替變成“＋1”和“－1”， “0”仍保持為“0”，例：消息碼：010110001 AMI碼：0+10-1+1000-1優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有直流分量、譯碼電路簡(jiǎn)單、能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)碼缺點(diǎn)：出現(xiàn)長(zhǎng)串連“0”時(shí)，將使接收端無(wú)法取得定時(shí)信息。又稱：“1B/1T”碼－1位二進(jìn)制碼變成1位三進(jìn)制碼。2023/7/2613HDB3碼－3階高密度雙極性碼編碼規(guī)則：將消息碼變換成AMI碼檢查AMI碼中連“0”的情況：當(dāng)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)4個(gè)以上（包括4個(gè)）連“0”時(shí)，則AMI碼就是HDB3碼。當(dāng)發(fā)現(xiàn)4個(gè)或4個(gè)以上連“0”的碼元串時(shí)，就將第4個(gè)“0”變成與其前一個(gè)非“0”碼元（“＋1”或“－1”）同極性的碼元。將這個(gè)碼元稱為“破壞碼元”，并用符號(hào)“V”表示，即用“+V”表示“＋1”，用“－V”表示“－1”。為了保證相鄰“V”的符號(hào)也是極性交替：*當(dāng)相鄰“V”之間有奇數(shù)個(gè)非“0”碼元時(shí)，這是能夠保證的。*當(dāng)相鄰“V”之間有偶數(shù)個(gè)非“0”碼元時(shí)，不符合此“極性交替”要求。這時(shí)，需將這個(gè)連“0”碼元串的第1個(gè)“0”變成“＋B”或“－B”。B的符號(hào)與前一個(gè)非“0”碼元的符號(hào)相反；并且讓后面的非“0”碼元符號(hào)從V碼元開(kāi)始再交替變化。2023/7/2614碼組數(shù)據(jù)消息碼100001000011000011編碼AMI碼-10000+10000-1+10000-1+1HDB3-1000-V+1000+V-1+1-B00-V+1-1譯碼接收碼-1000-1+1000+1-1+1-100-1+1-1中間碼-10000+10000-1+10000+1-1輸出碼100001000011000011譯碼步驟：發(fā)現(xiàn)相連的兩個(gè)同符號(hào)的“1”時(shí)，后面的“1”及其前面的3個(gè)符號(hào)都譯為“0”。將“+1”和“-1”都譯為“1”，其它為“0”。優(yōu)點(diǎn)：除了具有AMI碼的優(yōu)點(diǎn)外，還可以使連“0”碼元串中“0”的數(shù)目不多于3個(gè)，而且與信源的統(tǒng)計(jì)特性無(wú)關(guān)。2023/7/2615雙相碼－曼徹斯特碼編碼規(guī)則：消息碼“0”傳輸碼“01”，對(duì)應(yīng)相位π

消息碼“1”傳輸碼“10”，對(duì)應(yīng)相位0

例：

消息碼：

11

0

0

10

1 雙相碼：1010

01

01

10

01

10 譯碼規(guī)則：消息碼“0”和“1”交替處有連“0”和連“1”，可以作為碼組的邊界。特點(diǎn)：每一位中間有個(gè)跳變，有豐富的位定時(shí)信息；不受信源統(tǒng)計(jì)特性的影響；正負(fù)電平各占一半，不存在直流分量；00和11是禁用碼組，不會(huì)出現(xiàn)3個(gè)或更多連碼，可檢錯(cuò)。應(yīng)用：適用于數(shù)據(jù)終端設(shè)備在短距離的傳輸，最高速率可達(dá)10Mb/s10+E-E012023/7/2616密勒碼編碼規(guī)則： 消息碼“1”用中點(diǎn)處電壓的突跳表示，或者說(shuō)用“01”或 “10”表示； 消息碼“0”單個(gè)消息碼“0”不產(chǎn)生電位變化， 連“0”消息碼則在邊界使電平突變，或者說(shuō)用 “11”或“00”表示特點(diǎn)：當(dāng)兩個(gè)消息碼“1”之間有一個(gè)“0”時(shí)，碼元寬度最長(zhǎng)（等于兩倍消息碼的長(zhǎng)度）。這一性質(zhì)也可以用來(lái)檢測(cè)誤碼。產(chǎn)生：雙相碼的下降沿正好對(duì)應(yīng)密勒碼的突變沿。因此，用雙相碼的下降沿觸發(fā)雙穩(wěn)觸發(fā)器就可以得到密勒碼。00消息碼：10110001雙相碼：10011010 01010110雙相碼波形：雙相碼相位：0 00

0密勒碼：2023/7/2617CMI碼－傳號(hào)反轉(zhuǎn)碼編碼規(guī)則：消息碼“1”交替用“11”和“00”表示； 消息碼“0”用“01”表示，00消息碼：10110001雙相碼：

10011010 01010110雙相碼波形：雙相碼相位：0 00

0密勒碼：0CMI碼：特點(diǎn)：沒(méi)有直流分量，易于實(shí)現(xiàn)；有頻繁出現(xiàn)的波形跳變，便于恢復(fù)定時(shí)信號(hào)；10為禁用碼組，不會(huì)出現(xiàn)3個(gè)以上連碼，可用作宏觀檢錯(cuò)。應(yīng)用：高次群PCM終端設(shè)備中用作接口碼型，在光纖傳輸系統(tǒng)中有時(shí)也用作線路傳輸碼型。2023/7/2618nBmB碼這是一類分組碼，它把消息碼流的n位二進(jìn)制碼元編為一組，并變換成為m位二進(jìn)制的碼組，其中m>n。后者有2m種不同組合。由于m>n，所以后者多出(2m–2n)種組合。在2m種組合中，可以選擇特定部分為可用碼組，其余部分為禁用碼組，以獲得好的編碼特性。雙相碼、密勒碼和CMI碼等都可以看作是1B2B碼。在光纖通信系統(tǒng)中，常選用m=n+1，例如5B6B碼等。除了nBmB碼外，還可以有nBmT碼等等。nBmT碼表示將n個(gè)二進(jìn)制碼元變成m個(gè)三進(jìn)制碼元。2023/7/26195.5基帶數(shù)字信號(hào)的頻率特性二進(jìn)制隨機(jī)信號(hào)序列的功率譜密度設(shè)信號(hào)中“0”和“1”的波形分別為g1

(t)和g2

(t)， 碼元寬帶為T。(b)g2(t)波形g2(t)0g1(t-nt)g2[t-(n+1)]00101Tts(t)(c)s(t)波形(a)g1(t)波形0g1(t)2023/7/2620假設(shè)隨機(jī)信號(hào)序列是一個(gè)平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程，其中“0”和“1”的出現(xiàn)概率分別為P和(1P)，而且它們的出現(xiàn)是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的則有： 式中， 其功率譜密度： 式中，Tc為截取的一段信號(hào)的持續(xù)時(shí)間，設(shè)它等于： 式中，N是一個(gè)足夠大的整數(shù)。這時(shí)截取的信號(hào)可以表示為：若求出了截短信號(hào)sc(t)的頻譜密度Sc(f)，利用上式就能計(jì)算出信號(hào)的功率譜密度Ps(f)。2023/7/2621Sc(f)的計(jì)算Sc(t)可以看成由一個(gè)穩(wěn)態(tài)波和一個(gè)交變波的合成。——是截短信號(hào)的統(tǒng)計(jì)平均值，即——是截短信號(hào)和之差：設(shè)則或?qū)懗赏ㄟ^(guò)和的表達(dá)式，可分別計(jì)算出它們的功率譜密度，再利用式（5.5-8）的關(guān)系，可計(jì)算出功率譜密度。（5.5-8）（5.5-7）2023/7/2622

的功率譜密度的計(jì)算當(dāng)時(shí)，變成，由式（5.5-7）可得因?yàn)?，所以是以T為周期的周期信號(hào)。將其展開(kāi)成傅里葉級(jí)數(shù)為:2023/7/2623其中按功率譜密度計(jì)算公式（2.2-38）得到的功率譜密度為:

的功率譜密度的計(jì)算

是一個(gè)能量函數(shù)，其頻譜密度為：式中2023/7/2624設(shè)和的功率譜密度分別為及，則：

的功率譜密度的計(jì)算結(jié)果表明：功率譜密度與和以及概率P有關(guān)。將前式結(jié)果代入上式可得：由于是截短的，所以當(dāng)時(shí)，有：2023/7/2625計(jì)算結(jié)果： 雙邊功率譜密度表示式： 單邊功率譜密度表示式：2023/7/2626功率譜密度計(jì)算舉例單極性二進(jìn)制信號(hào)設(shè)信號(hào)g1(t)=0,g2(t)=g(t)，則由其構(gòu)成的隨機(jī)序列的雙邊功率譜密度為：式中，G(f)是g(t)的頻譜函數(shù)。當(dāng)P=1/2，且g(t)為矩形脈沖時(shí)，即當(dāng) 時(shí)，g(t)的頻譜函數(shù)為故有式中，2023/7/2627雙極性二進(jìn)制信號(hào) 設(shè)信號(hào)g1(t)=-g2(t)=g(t)，則由其構(gòu)成的隨機(jī)序列的雙邊功率譜密度為： 當(dāng)P=1/2時(shí)，上式可以改寫為 若g(t)為矩形脈沖，則將其頻譜G(f)代入上式可得2023/7/2628結(jié)論：

1.在一般情況下，隨機(jī)信號(hào)序列的功率譜密度中包含連續(xù)譜和離散譜兩個(gè)分量。但是對(duì)于雙極性信號(hào)g(t)=-g(t)，且概率P=1/2時(shí)，則沒(méi)有離散譜分量; 2.若g1(t)=g2(t)，則功率譜密度中沒(méi)有連續(xù)譜分量，只有離散譜。－為周期性序列，不含信息量;3.信號(hào)中的離散譜分量的波形具有周期性，其中包含有碼元定時(shí)信息。2023/7/2629基帶傳輸抽樣判決H(f)5.6基帶數(shù)字信號(hào)傳輸與碼間串?dāng)_5.6.1基帶數(shù)字信號(hào)傳輸系統(tǒng)模型 設(shè)：GT(f)－發(fā)送濾波器的傳輸函數(shù)，

GR(f)－接收濾波器的傳輸函數(shù)，

C(f)－信道的傳輸函數(shù)，

H(f)=GT(f)C(f)GR(f)。發(fā)送濾波器信道接收濾波器抽樣判決噪聲GR(f)C(f)GT(f)2023/7/26305.6.2碼間串?dāng)_及奈奎斯特準(zhǔn)則

碼間串?dāng)_－相鄰碼元間的互相重疊碼間串?dāng)_產(chǎn)生的原因－系統(tǒng)總傳輸特性H(f)不良。碼間串?dāng)_的特點(diǎn)－隨信號(hào)的出現(xiàn)而出現(xiàn)，隨信號(hào)的消失而消失（乘性干擾）克服碼間串?dāng)_的原理 設(shè)：系統(tǒng)總傳輸函數(shù)H(f)具有理想矩形特性： 式中，T為碼元持續(xù)時(shí)間 當(dāng)系統(tǒng)輸入為單位沖激函數(shù)(t)時(shí)，抽樣前接收信號(hào)波形h(t)應(yīng)該等于H(f)的逆傅里葉變換：2023/7/2631

由圖(b)可見(jiàn)，h(t)的零點(diǎn)間隔等于T，只有原點(diǎn)左右第一個(gè)零點(diǎn)之間的間隔等于2T。 在理論上，可以用持續(xù)時(shí)間為T的碼元進(jìn)行傳輸而無(wú)碼間串?dāng)_。如圖(c)所示。 這時(shí)， 傳輸帶寬：W=1/(2T)Hz

傳輸速率:RB=(1/T)波特 速率帶寬比:

RB/W

＝2Baud/Hz

－奈奎斯特速率理想傳輸特性的問(wèn)題理想矩形傳輸特性不能物理實(shí)現(xiàn)；波形的“尾巴”振蕩大，時(shí)間長(zhǎng)，要求抽樣時(shí)間準(zhǔn)確。1/2TH(f)T0-1/2Tf(a)H(f)曲線(b)h(t)曲線(c)h(t)和h(t-T)間無(wú)串?dāng)_示意圖2023/7/2632實(shí)用無(wú)碼間串?dāng)_傳輸特性： 系統(tǒng)傳輸函數(shù)不必須為矩形，而容許是具有緩慢下降邊沿的任何形狀，只要傳輸函數(shù)是實(shí)函數(shù)，且在f=w處奇對(duì)稱， －稱為奈奎斯特準(zhǔn)則。（證明略）(a)傳輸函數(shù)(b)矩形分量(c)奇對(duì)稱分量H1(f)2023/7/2633例：余弦滾降特性的傳輸函數(shù)其沖激響應(yīng)為：α＝W1/W－稱為滾降系數(shù)，0≤α≤

1。當(dāng)W1/W=1時(shí)，稱為升余弦特性。此時(shí)s0(t)的旁瓣小于31.5dB，且零點(diǎn)增多了。滾降特性仍然保持2W波特的傳輸速率，但是占用帶寬增大了。(a)傳輸函數(shù)(b)沖激響應(yīng)2023/7/26345.6.3部分響應(yīng)系統(tǒng)部分響應(yīng)系統(tǒng)解決的問(wèn)題：理想矩形傳輸特性：帶寬最小，但不可實(shí)現(xiàn)，滾降特性：可以實(shí)現(xiàn)，但帶寬增大了。部分響應(yīng)特性：可以解決上述矛盾。部分響應(yīng)特性原理： 例：設(shè)傳輸函數(shù)H(f)為理想矩形。當(dāng)加入兩個(gè)相距時(shí)間T的單位沖激時(shí)，輸出波形是兩個(gè)sinx/x波形的疊加：式中，W=1/(2T)2023/7/2635上面波形的頻譜為： －余弦形，帶寬1/(2T)。由g(t)的時(shí)域和頻域的波形可以看出，g(t)的“尾部”衰減的快，G(ω)帶寬為1/(2T)，到達(dá)了理想矩形濾波器的帶寬。2023/7/2636輸出波形公式g(t)可以化簡(jiǎn)為:

－g(t)值隨t2的增大而減小。由上式可得，抽樣時(shí)刻a-1a0

a1

a2若用g(t)作為碼元的波形，并以間隔T傳輸，則在抽樣時(shí)刻上僅相鄰碼元之間互相干擾，而在抽樣時(shí)刻上與其他碼元互不干擾。表面觀察，由于圖中相鄰碼元間存在干擾，似乎不能以時(shí)間間隔T傳輸碼元。但是，因?yàn)檫@種干擾是確知的，故有辦法仍以1/T

波特的碼元速率正確傳輸。2023/7/2637設(shè)系統(tǒng)輸入的二進(jìn)制碼元序列為{ak}，其中ak=1。當(dāng)發(fā)送碼元ak時(shí)，接收波形在相應(yīng)抽樣時(shí)刻上的抽樣值Ck決定于下式：Ck的可能取值只有＋2、0、－2。由上式可知：∴如果前一碼元ak-1已知，則在收到Ck后，就可以求出ak值。上例說(shuō)明：原則上，可以達(dá)到理想頻帶利用率，并且使碼元波形的“尾巴”衰減很快。存在問(wèn)題：錯(cuò)誤傳播。故不能實(shí)用。2023/7/2638實(shí)用部分響應(yīng)特性： 設(shè)：發(fā)送端的輸入碼元ak用二進(jìn)制數(shù)字0和1表示 首先將ak按照下式變成bk：－（預(yù)編碼） 式中，為模2加法，

bk為二進(jìn)制數(shù)字0或1。 將{bk}用來(lái)傳輸。仿照上述原理，有 －（相關(guān)編碼） 若對(duì)上式作模2加法運(yùn)算，則有上式表明，對(duì)Ck作模2加法運(yùn)算，就可以得到ak，而無(wú)需預(yù)知ak-1，并且也沒(méi)有錯(cuò)誤傳播問(wèn)題。2023/7/2639例：設(shè)輸入{ak}為11101001，則編解碼過(guò)程為：初始狀態(tài)bk-1=0初始狀態(tài)bk-1=1二進(jìn)制序列{ak}1110100111101001二進(jìn)制序列{bk-1}0101100010100111二進(jìn)制序列{bk}1011000101001110序列{Ck}1112100111101221二進(jìn)制序列{[Ck]mod]1110100111101001雙極性輸入序列{ak}＋＋＋－＋－－＋＋＋＋－＋－－＋雙極性信號(hào)序列{bk}＋－＋＋－－－＋－＋－－＋＋＋－雙極性信號(hào)序列{bk－1}－＋－＋＋－－－＋－＋－－＋＋＋序列{Ck}00020-2-20000-202202023/7/2640方框圖T＋發(fā)送濾波器接收濾波器相加模2判決T抽樣脈沖(a)原理方框圖＋發(fā)送濾波器接收濾波器相加模2判決T抽樣脈沖(b)實(shí)際方框圖第一類部分響應(yīng)系統(tǒng)、雙二進(jìn)制(Duobinary)信號(hào)傳輸系統(tǒng)2023/7/2641一般部分響應(yīng)特性： 令 式中，kn(n=1,2,…,N)－加權(quán)系數(shù)，可以取正、負(fù)或零值 對(duì)上式中g(shù)(t)作傅里葉變換，得到其頻譜G(f)為： 由上式看出，G(f)的頻譜仍然僅存在于(-1/2T,1/2T)范圍內(nèi)。

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設(shè)輸入序列為{ak}，相應(yīng)的編碼序列為{Ck}，則有 式中，ak可以是L進(jìn)制的數(shù)字預(yù)編碼規(guī)則為： 式中，為模L加法 對(duì)于bk的相關(guān)編碼規(guī)則為： 最后對(duì)Ck進(jìn)行模L運(yùn)算： 由上式看出，現(xiàn)在也不存在錯(cuò)誤傳播問(wèn)題。 按照上述原理，目前已經(jīng)有5類部分響應(yīng)特性（見(jiàn)表5.6.2）。2023/7/26435.7眼圖眼圖－用示波器實(shí)際觀察接收信號(hào)質(zhì)量的方法?？梢燥@示傳輸系統(tǒng)性能缺陷對(duì)基帶數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)挠绊憽?duì)于二進(jìn)制雙極性信號(hào)，在理想情況下，顯示有如一只睜開(kāi)的眼睛：在有干擾情況下，“眼睛”張開(kāi)的程度代表干擾的強(qiáng)弱。2023/7/2644眼圖模型“眼睛”張開(kāi)最大的時(shí)刻是最佳抽樣時(shí)刻；中間水平橫線表示最佳判決門限電平；陰影區(qū)的垂直高度表示接收信號(hào)振幅失真范圍；“眼睛”斜邊的斜率表示抽樣時(shí)刻對(duì)定時(shí)誤差的靈敏度；在無(wú)噪聲情況下，“眼睛”張開(kāi)的程度，即在抽樣時(shí)刻的上下兩陰影區(qū)間的距離之半，為噪聲容限；若在抽樣時(shí)刻的噪聲值超過(guò)這個(gè)容限，就可能發(fā)生錯(cuò)誤判決。2023/7/26455.8時(shí)域均衡器5.8.1概述均衡器的用途－減小碼間串?dāng)_均衡器的種類：頻域均衡器和時(shí)域均衡器時(shí)域均衡器的實(shí)現(xiàn)－采用橫向?yàn)V波器5.8.2橫向?yàn)V波器基本原理

基帶傳輸?shù)目倐鬏斕匦裕篐(f)=GT(f)C(f)GR(f)

式中，GT(f)－發(fā)送濾波器傳輸函數(shù)；

GR(f)－接收濾波器傳輸函數(shù)；

C(f)－信道傳輸特性。為了消除碼間串?dāng)_，要求H(f)滿足奈奎斯特準(zhǔn)則。在系統(tǒng)中插入一個(gè)均衡器，其傳輸特性為CE(f)。上式變?yōu)椋?/p>

H(f)=GT(f)C(f)GR(f)CE(f) 設(shè)計(jì)CE(f)使總傳輸特性H(f)滿足奈奎斯特準(zhǔn)則。

2023/7/2646可調(diào)橫向?yàn)V波器原理方框圖均衡器的主要部分是一個(gè)抽頭延遲線；相鄰抽頭間的延遲時(shí)間為T秒，即一個(gè)碼元的持續(xù)時(shí)間；各個(gè)抽頭得到經(jīng)過(guò)不同時(shí)延的接收碼元，經(jīng)系數(shù)Cn加權(quán)后，再相加產(chǎn)生均衡后的輸出信號(hào)；經(jīng)過(guò)C0加權(quán)的信號(hào)是主要的輸出電壓，它兩邊的各抽頭的輸出電壓很小，用于克服碼間串?dāng)_的。2023/7/2647可調(diào)橫向?yàn)V波器的分析設(shè)橫向?yàn)V波器共有（2N＋1）個(gè)抽頭，其抽頭加權(quán)系數(shù)分別為則橫向?yàn)V波器輸出y(k)與輸入x(k)和系數(shù)Cn的關(guān)系為：式中，是抽樣時(shí)刻的編號(hào)。設(shè)，。2023/7/2648由此我們得到：當(dāng)是一個(gè)方陣，且其階數(shù)等于中元素的數(shù)目，則可以求出：由于和的行數(shù)多于的行數(shù)，所以可用不同的方法求。（5.8-5）（5.8-6）2023/7/2649常用的方法有迫零調(diào)整法和最小均方誤差法以迫零調(diào)整法為例：用（2N＋1）行的和構(gòu)成式（5.8-5）和式（5.8-6），并令輸出中除所需碼元的抽樣值外，其他前后的抽樣值均為零。由于已經(jīng)設(shè)定，當(dāng)輸入抽樣值已知時(shí)，由式（5.8-6）就可以求出使信號(hào)碼元抽樣點(diǎn)前后各N個(gè)抽樣點(diǎn)上的碼間串?dāng)_為0值的抽頭加權(quán)系數(shù)。無(wú)限長(zhǎng)的橫向?yàn)V波器可以消除抽樣時(shí)刻上的碼間干擾；有限長(zhǎng)的橫向?yàn)V波器是物理可實(shí)現(xiàn)的，它可以減小抽樣時(shí)刻上的碼間干擾，但不能完全消除。衡量均衡效果的準(zhǔn)則之一——峰值失真準(zhǔn)則。所有抽樣時(shí)刻得到的碼間串?dāng)_的峰值與k=0時(shí)刻的抽樣值y(0)之比。2023/7/2650例5.1設(shè)接收到的帶碼間串?dāng)_的信號(hào)電壓抽樣值等于1/8，1/4，1，1/2，1/4，其它時(shí)刻的值均為0。試用迫零法求出具有3個(gè)抽頭的橫向?yàn)V波器的抽頭加權(quán)系數(shù)；并對(duì)，計(jì)算輸出的值。解：因?yàn)樗O(shè)計(jì)的橫向?yàn)V波器有3個(gè)抽頭，所以N＝1。由所給出的值可以寫出：利用式（5.8-5）可以得到：由迫零法及題意可得：2023/7/2651解上面的三元聯(lián)立方程組，可得：將上式中的的值代入式（5.8-5），可分別計(jì)算出：說(shuō)明：從例題結(jié)果可以看出，具有3個(gè)抽頭的橫向?yàn)V波器只能保證信號(hào)碼元抽樣點(diǎn)前后兩點(diǎn)的碼間串?dāng)_為0。2023/7/26525.9小結(jié)基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸基帶信號(hào)傳輸波形及傳輸碼型觀察及消除碼間串?dāng)_的方法AMIHDB3眼圖部分響應(yīng)系統(tǒng)時(shí)域均衡基帶傳輸系統(tǒng)模型基帶信號(hào)功率譜密度基帶傳輸系統(tǒng)模型與碼間串?dāng)_無(wú)碼間串?dāng)_時(shí)域條件無(wú)碼間串?dāng)_頻域條件奈奎斯特準(zhǔn)則判斷系統(tǒng)有無(wú)碼間串?dāng)_計(jì)算RB，B，ηb等2023/7/2653習(xí)題一：設(shè)隨機(jī)二進(jìn)制序列中的“0”和“1”分別由g(t)和-g(t)組成，它們出現(xiàn)的概率分別為P及(1-P).（1）求其功率譜密度及功率；（2）若g(t)的波形如圖（a）所示，為碼元寬度，問(wèn)該序列是否存在離散分量。（3）若g(t)改為（b）圖所示，回答（2）。解：（1）隨機(jī)二進(jìn)制序列的功率譜密度為由題意知，因此雙極性波形序列的功率譜密度為(b)(a)t0Ts/2-Ts/21g(t)t0Ts/4-Ts/41g(t)2023/7/2654式中，，第一部分是連續(xù)譜成分，第二部分是離散譜成分。其功率為：（2）若基帶脈沖波形如圖（a）所示，則g(t)的傅立葉變換為因?yàn)樗杂桑?）的結(jié)果可知，該