通信原理课件第四章 数字信号的基带传输.ppt

横向滤波器的输出y(t)是x(t)与h(t)的卷积 在抽样时刻kTb+ t0，t0是图4-35（b）x0对应的时刻，输出y(t)应为 (4-52) 将上式简写为 (4-53) 4.7.2 三抽头横向滤波器时域均衡 　　现在我们以如图4-36(a)所示的三个抽头的横向滤波器为例，说明横向滤波器消除码间串扰的工作原理。 图4-36 横向滤波器工作原理 　　假定滤波器的一个输入码元x(t)在抽样时刻t0达到最大值x0=1，而在相邻码元的抽样时刻t-1和t+1上的码间串扰值为x-1=1/4，x1=1/2, 如图4-36(b)所示。 　　x(t)经过延迟后，在q点和r点分别得到x(t-T)和x(t-2T)， 如图4-36(c)和(d)所示。若此滤波器的三个抽头增益调制为 则调整后的三路波形如图4-36(e)中虚线所示。三者相加得到最后输出h(t)。其最大值h0出现时刻比x(t)的最大值滞后T秒， 此输出波形在各抽样点上的值等于 由以上结果可见，输出波形的最大值y0降低为3/4，相邻抽样点上消除了码间串扰，即y-1=y1=0，但在其他点上又产生了串扰，即y-2和y2。总的码间串扰是否会得到改善需通过理论分析或观察示波器上显示的眼图可知，结果是码间串扰得到部分克服。 4.7.3 时域均衡效果的衡量 均衡的效果一般采用峰值畸变准则和均方畸变准则来衡量，它们都是根据输出的单脉冲响应来规定的。峰值畸变定义为 (4-54) 这说明峰值畸变D表示所有抽样时刻上得到的码间串扰的幅度之和与k=0时刻上的峰值之比。显然，对于完全消除码间串扰的均衡器而言，由于除k=0外有yk=0，故峰值畸变D=0；对于码间串扰不为零的场合，峰值畸变D取得最小值是我们所希望的。均方畸变定义为 (4-55) 这一准则与峰值畸变准则的物理意义是相似的。 时域均衡按调整方式可分为手动均衡和自动均衡。自动均衡又可分为预置式自动均衡和自适应式自动均衡。预置式均衡是在实际数传之前先传输预先规定的测试脉冲(如重复频率很低的周期性单脉冲波形)，然后接近零调整原理自动(或手动)调整抽头增益；自适应式均衡是在数传过程中连续测出最佳的均衡效果，因此很受重视。这种均衡器过去实现起来比较复杂，但随着大规模、超大规模集成电路和微处理机的应用，其发展十分迅速。 4.8 部分响应技术 　　4.8.1. 部分响应波形 　　为了阐明一般部分响应波形的概念，这里用一个实例加以说明。  　　让两个时间上相隔一个码元Tb的sinx/x波形相加，如图4-37(a)所示，则相加后的波形g(t)为 (4-56) 式中，W为奈奎斯特频率间隔，即W=1/(2Tb)。 图4-37 g(t)及其频谱 不难求出g(t)的频谱函数G(ω)为 (4.57) 显见，这个G(ω)是呈余弦型的，如图4-37(b)所示(只画正频率部分)。  　　从式(4-56)可得 可见 　　由此看出：第一，g(t)的尾巴幅度随t按1/t2变化，即g(t)的尾巴幅度与t2成反比，这说明它比由理想低通形成的h(t)衰减大，收敛也快。第二，若用g(t)作为传送波形，且传送码元间隔为Tb，则在抽样时刻上仅发生发送码元与其前后码元相互干扰，而与其他码元不发生干扰，见图4-38所示。表面上看，由于前后码元的干扰很大，故似乎无法按1/Tb的速率进行传送。但进一步分析表明，由于这时的干扰是确定的，故仍可按1/ Tb传输速率传送码元。 图4-38 码间发生干扰示意图 4.8.2 差错传播 设输入二进制码元序列{ak}，并设ak在抽样点上取值为+1和-1。当发送ak时，接收波形g(t)在抽样时刻取值为ck，则 (4-58) 因此，ck将可能有-2, 0及+2三种取值，如表4-3所列，因而成为一种伪三元序列。如果ak-1已经判定，则可从下式确定发送码元。 (4-59) 表 4-3 ck的取值 上述判决方法虽然在原理上是可行的，但若有一个码元发生错误，则以后的码元都会发生错误检测，一直到再次出现传输错误时才能纠正过来， 这种现象叫做差错传播。 4.8.3 部分响应基带传输系统的相关编码和预编码 为了消除差错传播现象，通常将绝对码变换为相对码， 而后再进行部分响应编码。也就是说，将ak先变为bk，其规则为 把{bk}送给发送滤波器形成前述的部分响应波形g(t)。 (4-60) (4-61) 或 (4-62) 然后对ck进行模2处理，便可直接得到ak， 即 上述整个过程不需要预先知道ak-1，故不存在错误传播现象。 通常，把ak变成bk的过程叫做“预编码”，而把ck=bk+bk-1(或ck=a k+ak-1