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18-2-无码间串扰的基带传输特性设计pdf

发布时间:2019-06-27 02:51 来源:未知 编辑:admin

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  《通信原理》 国防科技大学电子科学与工程学院 马东堂 _____________________________ 第十八讲无码间串扰的基带 传输特性 第二节 无码间串扰的基带传输特性设计 1 无码间串扰的基带传输特性设计 一、理想低通特性 二、升余弦滚降特性 2 1 《通信原理》 国防科技大学电子科学与工程学院 马东堂 _____________________________ 无码间串扰的基带传输特性设计 满足奈奎斯特第一准则并不是唯一的要求 一、理想低通特性 满足奈奎斯特第一准则的H(ω)有很多,一种极限的情况是 H(ω)为理想低通型 π H ω ⎧ ( ) ⎪⎪TS , ω ≤ Ts H (ω) ⎨ ⎪0, ω π π 0 π ω ⎪⎩ Ts −T T S S 3 无码间串扰的基带传输特性设计 单位冲激响应 π sin t T S h(t ) Sa (πt / TS ) π t T S h(t)在t = ±kT (k ≠0)时有周期性零点,当发送序列的时间间 s 隔为T 时,正好巧妙地利用了这些零点。只要接收端在t = kT s s 时间点上抽样,就能实现无码间串扰 4 2 《通信原理》 国防科技大学电子科学与工程学院 马东堂 _____________________________ 无码间串扰的基带传输特性设计 由于h(t)在t =±kT (k ≠0)时刻取零点,接收端在t = kT 时间点 s s 上抽样即可实现无码间串扰 注意:这是在滤波器工作正常的条件下得出的结论。若滤波器性能 恶化,情况将不同! 5 无码间串扰的基带传输特性设计 1 由理想低通特性可知,对于带宽为 B= (Hz) 2T S 的理想低通传输特性 若输入数据以R = 1/T 波特的速率进行传输,则在抽样时刻上 B s 不存在码间串扰 若以高于1/T 波特的码元速率传送时,将存在码间串扰 s 带宽B称为奈奎斯特带宽,将R 称为奈奎斯特速率 B 6 3 《通信原理》 国防科技大学电子科学与工程学院 马东堂 _____________________________ 无码间串扰的基带传输特性设计 此基带系统所能提供的最高频带利用率为 η RB / B 2 (B/Hz) 存在问题:这种特性在物理上是无法实现的;并且h(t) 的振荡 衰减慢,使之对定时精度要求很高,故不能实用。 为了解决理想低通特性存在的问题,可以使理想低通滤 波器特性的边沿缓慢下降,这称为“滚降”。 如何滚降?滚降要满足什么条件?效率如何设计? 7 无码间串扰的基带传输特性设计 二、升余弦滚降特性 一种常用的滚降特性是升余弦滚降特性 H ω f ( ) Δ f N f N f N +f Δ f f N f f N +f Δ f 奇对称的升余弦滚降特性 8 4 《通信原理》 国防科技大学电子科学与工程学院 马东堂 _____________________________ 无码间串扰的基带传输特性设计 只要H(ω)在滚降段中心频率处(与奈奎斯特带宽相对应) 呈奇对称的幅度特性,就必然可以满足奈奎斯特第一准则, 从而实现无码间串扰传输。 H ω ( ) f Δ f N f N f N +f Δ f f N f f N +f Δ f 奇对称的升余弦滚降特性 9 无码间串扰的基带传输特性设计 按升余弦特性滚降的传输函数 ⎧ (1 − α )π ⎪TS , 0 ≤ ω T ⎪ S ⎪T T π − α π + α π ⎪ S S (1 ) (1 ) H (ω) ⎨ [1 =+ sin ( − ω)], ≤ ω 2 2α T T T ⎪ S S S ⎪ + α π (1 ) ⎪0 , ω ≥ ⎪⎩ TS sin(πt / TS ) cos(απt / TS ) h t =⋅ 相应的h(t)为 ( ) 2 2 2 πt / T 1 −4α t / T S S α为滚降系数,用于描述滚降程度。它定义为 α f Δ / f N 10 5 《通信原理》 国防科技大学电子科学与工程学院 马东堂 _____________________________ 无码间串扰的基带传输特性设计 α f Δ / f N f N -奈奎斯特带宽, f Δ -超出奈奎斯特带宽的扩展量 几种滚降特性和冲激响应曲线 无码间串扰的基带传输特性设计 滚降系数α越大,h(t) 的拖尾衰减越快 优于理想低通 滚降使带宽增大为 B f N =+ f Δ (1 =+α) f N 升余弦滚降系统的最高频带利用率 RB 2 fN 2 η B / Hz B (1 +α) fN (1 +α) 12 6 《通信原理》 国防科技大学电子科学与工程学院 马东堂 _____________________________ 无码间串扰的基带传输特性设计 f Δ α f N 当α=0时,即为理想低通传输特性 当α=1时,即为全滚降升余弦频谱特性,H(ω)可表示为 ⎧Ts ωTs 2π ⎪⎪ 2 (1 + co s 2 ), ω ≤ Ts H (ω ) ⎨ ⎪ 0 , ω 2π ⎪ T 13 ⎩ s 无码间串扰的基带传输特性设计 sin(πt T ) cos(πt T ) s s h(t ) =• 2 2 πt T 1−4t T s s α=1的升余弦滚降特性的h(t)满足抽样值上无串扰的传输条 件,且各抽样值之间又增加了一个零点,而且它的尾部衰 减较快(与t 2 成反比) ,这有利于减小码间串扰和位定时误差 的影响。但这种系统所占频带最宽,是理想低通系统的2 倍,因而频带利用率为1波特/赫兹,是基带传输系统最高 频带利用率的一半。 14 7 《通信原理》 国防科技大学电子科学与工程学院 马东堂 _____________________________ 无码间串扰的基带传输特性设计 sin(πt T ) cos (πt T ) s s h(t ) =• 2 2 πt T 1 −4t T s s 在以上讨论中并没有涉及H(ω) 的相移特性。实际上它的 相移特性一般不为零,故需要加以考虑。 在推导奈奎斯特第一准则公式的过程中,我们并没有指 定H(ω)是实函数,所以,该公式对于一般特性的H(ω)均 适用。 15 8

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