4.3基带信号传输及码间干扰

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信号与系统的教学实例:基带传输中的码间干扰

信号与系统的教学实例：基带传输中的码间干扰翁剑枫;郑卫红【摘要】基带传输中码间干扰的产生与消除包含了信号与系统的许多重要概念,包括信号带宽与系统带宽、不失真传输、采样与重建及系统的物理可实现性等,因此非常适合在信号与系统课程的傅立叶变换的应用部分将其取作一个综合性的实例.教学实践表明,尽早引入与基本原理密切相关的后续课程中重要论题的做法,既能使学生对所学到的基本概念、基本原理和分析方法受到综合性的训练,建立起各种概念之间的有机联系,增强将理论应用于工程问题的能力,又能为后续课程的学习打下良好的基础.【期刊名称】《浙江科技学院学报》【年(卷),期】2011(023)003【总页数】5页(P244-248)【关键词】码间干扰;信号带宽;系统带宽;不失真传输;采样与重建;物理可实现系统【作者】翁剑枫;郑卫红【作者单位】浙江科技学院信息与电子工程学院,杭州310023;浙江科技学院信息与电子工程学院,杭州310023【正文语种】中文【中图分类】G642.3;TN911.6信号与系统课程是电子信息类专业的一门重要的专业基础课,所涉及的基本理论和分析方法构成了后续的数字信号处理、通信原理等课程的先修基础知识,也是学生在毕业设计及日后工作中的重要基础。

为了使学生更好地掌握这门课程的基本原理和基本概念,有机地建立起重要概念之间的联系,应该在讲解原理、概念的同时,尽早地引入与之密切相关的应用实例分析。

因此,笔者主张在介绍完时域、频域分析的基本理论后,围绕傅里叶变换应用的中心议题,从后续课程中挑选一些实例,通过对这些实例的分析,既使学生加深对基本概念的理解,也使学生受到将基本理论和分析工具用于工程实践的训练。

本文将就教学实践中所采用的一个实例——数字基带传输中的码间干扰[1]作一教学分析。

码间干扰问题中,涉及信号与系统课程中的许多极为重要的概念,包括信号带宽与系统带宽的匹配问题、不失真传输、采样与重建及系统的物理可实现性[2-4]等。

基带传输系统中码间串扰产生的原因

基带传输系统中码间串扰产生的原因引言：基带传输系统是一种将数字信号直接传输到传输介质上的通信系统。

在基带传输过程中，码间串扰是一种常见的干扰现象。

本文将探讨码间串扰产生的原因，并对其影响和解决方法进行分析。

一、码间串扰的定义和影响码间串扰是指在基带传输系统中，由于信号之间存在相互干扰，导致接收端无法正确解码的现象。

码间串扰会导致接收信号的错误和失真，影响通信系统的可靠性和性能。

二、码间串扰产生的原因1. 信号传输路径干扰：当多个信号在传输路径上同时存在时，它们之间会相互干扰，产生码间串扰。

例如，在同一传输介质上同时传输多个信号时，它们之间的相互作用会导致码间串扰。

2. 传输介质特性差异：不同传输介质对信号的传输特性有所差异，如传输速度、传输延迟等。

当多个信号同时传输在不同的介质上时，由于介质特性的差异，会产生码间串扰。

3. 邻近信号干扰：当多个信号在时间上或频率上非常接近时，它们之间会相互干扰，产生码间串扰。

例如，在频分多路复用系统中，多个信号被调制到不同的频率上进行传输，但相邻频率之间会产生串扰。

4. 信号功率差异：当多个信号的功率差异较大时，功率较大的信号会对功率较小的信号产生干扰，导致码间串扰。

这种干扰主要发生在采用非线性调制方式的系统中。

5. 时钟抖动：时钟抖动是指时钟信号的不稳定性，会导致码间串扰。

当时钟信号抖动较大时，信号传输的时序会出现偏差，从而引起码间串扰。

三、码间串扰的影响码间串扰会对基带传输系统的性能产生负面影响，主要表现在以下几个方面：1. 误码率增加：码间串扰会导致接收信号的错误和失真，增加系统的误码率。

当误码率过高时，会影响通信系统的可靠性和传输质量。

2. 传输距离受限：码间串扰会限制基带传输系统的传输距离，使信号传输的距离受到限制。

这是因为码间串扰会随着传输距离的增加而增强，导致信号的质量下降。

3. 频带利用率下降：码间串扰会占用信号的频带资源，降低频带利用率。

这是因为码间串扰会使接收信号的频谱发生变化，增加了信号之间的重叠，从而降低了频带利用率。

通信原理期末复习题答案复习资料

一、填空题1. 信源编码的两大任务为__提高信息传输效率_和__完成A/D转换__。

2.为使基带脉冲传输获得足够小的误码率，必须最大限度地减小码间干扰和随机噪声干扰的影响。

3.对于点对点之间的通信，按信息传送的方向和时间关系，通信方式可以分为__单工通信__,__半双工通信__和__全双工通信___4.在香农公式中，一个连续信道的信道容量受“三要素”限制，这三要素是__带宽__,___信号功率__,___噪声功率谱密度__5.离散信道又称编码信道，其模型可用转移概率来表示，而连续信道的信道模型用时变网路来表示。

6.滚降系数是Δf超出奈奎斯特带宽扩展量与f N奈奎斯特带宽的比值。

7.最常见多路复用方法有__频分__、___码分__和___时分__。

8.非均匀量化方法之一是采用压缩扩张技术，其压缩形式均为__对数压缩__形式，实际方法A律为__13折线__，μ律为__15折线__。

9．衡量数字通信系统性能指标是传输速率(有效性)和__差错率(可靠性)_两项指标。

10．八进制数字信号信息传输速率为600b/s，其码元速率为__200b/s__，若传送1小时后，接收到12个错误码元，其误码率为 1.67*10^-5。

12．在香农公式中，一个连续信道的信道容量受“三要素”限制，这三要素是_带宽_,__信号功率_,_噪声功率谱密度_。

13．一个均值为零的平稳高斯窄带噪声，它的包络一维分布服从__瑞利分布__ ，相位一维分布服从__均匀分布__。

14．最常见的二进制数字调制方式有2ASK(二进制振幅键控)、_2FSK(二进制频移键控)_和_2PSK(二进制相移键控)_。

15．模拟信号转变为数字信号需要经过以下三个过程：__采样_ 、__量化__ 和 ___编码__。

16．PCM30/32制式中一复帧包含有__16__帧，而每一帧又包含有__32__个路时隙，每一路时隙包含有__8__个位时隙。

17．码组（0011010）的码重为____3___ ，与码组（0100100）之间的码距为____5___ 。

通信原理——数字基带传输系统3

－T O (a )

s s
系统带宽：
1 B 2Ts
华北水利水电学院信息工程系王玲
无码间串扰的基带传输特性
冲激响应波形：
h(t)
-4T s
-3Ts -2Ts
-Ts
0
Ts
2Ts 3Ts
4T s
华北水利水电学院信息工程系王玲
无码间串扰的基带传输特性
因而，通过分析，可以得到以下结论： (1)对于理想低通系统，若Tb=mTs，m∈N，则可实现无码间干扰传输，则传码率RB=1/Tb=1/(mTs) ； (2)理想低通系统最大频带利用率为：
基带传输系统的抗噪声性能
二进制双极性基带系统接收滤波器的输出是一混合波形，即 x(t)=s(t)+nR(t) s(t)：数字基带信号； nR(t) ：接收滤波器输出端噪声。为了得到第k个码元，选取抽样时刻t=kTs，则抽样值：
1 ’ 时 A nR ( kTs ) 发送 ‘ x( kTs ) 0’ 时 A nR ( kTs ) 发送 ‘
s
0 (b)
1s 2T 4W1
t
华北水利水电学院信息工程系王玲
无码间串扰的基带传输特性
滚降系统无码间串扰的传码率＝与之等效的理想低通系统的无码间串扰的传码率；理想低通系统的截止频率为滚降系统传输函数衰减到其最大值一半时对应的频率点。
码元传输速率：RBMAX=1/Ts 频带利用率：ηmax＝RBmax/B=2/(1+α) 当 α ＝ 0 ，为理想低通特性，此时频带利用率最大， 2Bd/Hz；当 α ＝ 1 ，称为升余弦特性，此时频带利用率最小， 1Bd/Hz。
t0 ＋ 2Ts
t
无码间串扰的基带传输特性

数字基带传输系统中传码率与码间干扰的分析

数字基带传输系统中传码率与码间干扰的分析[摘要] 本文主要分析了在数字基带传输系统传输信息的过程中，所出现的传码率与码间干扰之间的关系。

[关键词] 基带传输系统仿真1．数字基带传输系统的构成及原理目前，在实际使用的数字通信中，对于基带传输系统的研究是十分有意义的。

这是因为：首先，基带传输系统的许多问题也是频带传输系统必须考虑的问题；其次，随着数字通信技术的发展，基带传输这种方式也有迅速发展的趋势，目前，它不仅用于低速数据传输，而且还用于高速数据传输；最后，理论上也可以证明，任何一个采用线性调制的频带传输系统，总是可以由一个等效的基带传输系统所代替。

在信号传输过程中，对模拟信号经过信源编码得到的信号为数字基带信号，将这种信号经过码型变换，直接送到信道传输，称为数字信号的基带传输，本文主要设计了数字基带传输系统中，不同的传码率所产生的码间干扰的不同。

在数字基带传输系统中对信号的码型的要求如下：（1）有利于提高系统的频带利用率。

（2）基带信号应不含直流分量，同时低频分量尽量少，因为由于变压器的接入，使信道具有低频截止特性。

（3）考虑到码型频谱中高频分量的影响。

电缆中线对间由于电磁辐射而引起的串话会随频率升高而加剧，会限制信号的传输距离或传输容量。

（4）基带信号应具有足够大的定时信号供提取。

(5) 基带信号的传输码型应具有误码检测能力。

（6）码型变换设备简单，容易实现。

数字基带信号传输系统如图1.1所示：它主要由发送滤波器（信号形成器）、信道、接收滤波器和抽样判决器组成。

为了保证系统可靠有序地工作，还有同步系统。

图中各方框的功能和信号传输的物理过程简述如下：（1）信道信号形成器（发送滤波器）。

它的功能是产生适合信道传输的基带信号波形。

因为其输入一般是经过码行编码器产生的传输码，相应的基本波形通常是矩形脉冲，其频谱很宽，不利于传输。

发送滤波器用于压缩输入信号频带，把传输码变换成适宜于信道传输的基带信号波形。

基带传输编码的几种类型及特点_概述及解释说明

基带传输编码的几种类型及特点概述及解释说明1. 引言1.1 概述基带传输编码是一种将数字数据转化为模拟形式以进行有效传输的技术。

它在通信领域被广泛应用，尤其是在信息传输和存储中起到关键的作用。

基带传输编码根据不同的需求和条件，可以采用多种类型，并且每种类型都具有不同的特点和适用情况。

1.2 文章结构本文将分为五个部分来介绍基带传输编码的几种类型及其特点。

首先，在引言部分我们将对基带传输编码进行简要介绍，并给出本文的目录结构。

接下来，在第二、三、四部分，我们将详细介绍基带传输编码类型一、二、三，并分析每种类型的特点。

最后，在结论部分，我们将对各种基带传输编码类型及其特点进行总结，并进行应用场景分析与比较，同时展望未来发展趋势。

1.3 目的本文主要旨在通过对基带传输编码不同类型及其特点进行综合概述和解释说明，为读者提供一个全面了解基带传输编码的指南。

通过阅读本文，读者能够掌握各种基带传输编码类型的基本原理和特点，以及它们在实际应用中的优缺点。

并且，本文还将通过分析不同编码类型的应用场景和比较优劣来帮助读者选择适合自己需求的基带传输编码方式。

最后，我们还将对基带传输编码未来的发展趋势进行展望，为读者提供一些思考和参考。

2. 基带传输编码类型一2.1 类型说明基带传输编码是一种将数字信号转换为模拟信号的技术，用于在通信系统中将数字数据进行传输。

基带传输编码类型主要包括非归零码和曼彻斯特编码。

非归零码是一种通过改变信号电平来表示二进制数据值的编码方式。

它的特点是在一个位周期内只有一次电平变换，而其他时间则保持固定的电平。

常见的非归零码有无反向非归零码（NRZ）和反向不归零码（RZ）两种。

其中，无反向非归零码将0表示为低电平、1表示为高电平，而反向不归零码则相反。

曼彻斯特编码是一种通过在一个位周期内进行两次电平变换来表示二进制数据值的编码方式。

它的特点是每个时钟周期都包含一个过渡点，从而提供了时钟同步机制。

基带传输系统中码间串扰产生的原因

基带传输系统中码间串扰产生的原因
码间串扰是基带传输系统中常见的干扰现象之一，指的是传输线路中
的码元互相干扰导致接收端无法正确识别和恢复传输的信号。

码间串扰的
产生原因可以分为信号间干扰、电磁辐射和传输线路特性三个方面。

首先，信号间干扰是导致码间串扰的主要原因之一、在基带传输系统中，多个信号同时传输会产生信号间的相互影响。

这种干扰主要包括交叉
耦合和非线性失真。

交叉耦合是指在传输线路的多个信号通道之间由于线
路电容、电感等导致的相互干扰。

非线性失真是指信号在传输过程中由于
传输线路或设备的非线性特性而引起的失真现象，使得传输的信号产生扩
展和变形，从而影响其他信号的传输。

最后，传输线路特性也会影响码间串扰的产生。

传输线路的电阻、电容、电感等特性会直接影响传输线路中信号的传输质量。

传输线路的阻抗
不匹配、传输线路的电磁屏蔽性较差、传输线路长度不匹配等因素都会导
致传输信号的反射、衰减等问题，从而产生码间串扰。

总结起来，码间串扰的产生是一个复杂的过程，包括信号间干扰、电
磁辐射和传输线路特性等多个因素共同作用。

为了减小码间串扰的影响，
可以采取一系列的技术措施，如增加传输线路的阻抗匹配、提高传输线路
的电磁屏蔽性能、减少信号间的交叉耦合、增加传输线路的衰减等。

此外，还可以使用编码技术、调制技术等来提高信号的抗干扰能力，从而减小码
间串扰的影响。

数字信号的基带传输

(c) 当 AMI 中出现长连“ 0”时， AMI码中长时间无电平跳变，致使定时信号难以提取。为了克服这个缺点，提出了HDB3码。
2.三阶高密度双极性码（HDB3码） HDB3码是一种AMI码的改进型，又称四连“0”取代码，在 AMI 码中，如果连续较长的一段序列为“ 0” 码，则在接收端会因为长时间无变化波形的控制而丢失同步信号。为了克服传输波形中出现长连“ 0” 的情况，而设计了 AMI码的改进码型 HDB3码。HDB3码就是码型中最长连“0” 数不超过3个的高密度双极性码。 (1) 构成规则在消息的二进制代码序列中， ①当连“0”码个数不大于 3时，HDB3编码规律与AMI码相同，即“1”码变为“+1”、“－1”交替脉冲；
(2) 特点 (a)不存在直流分量。 (b)具有频繁出现的电平跳变，有利于接收端提取位定时信号。 (c) 具有内检错能力，这是因为“ 1” 码相当于“ 00” 或 “11”两位码组，而“0”码相当于“01”码组，在正常情况下，序列中无“10”码组出现，且无“00”或“11”码组连续出现，这种相关性可用来检测因干扰而产生的部分错码。三种常见传输码型的应用场合是：对于程控数字交换系统中数字用户线上所传送的基本速率 (2B+D)数字信号码型，选用 AMI 码、 HDB3 码。在数字中继线或光纤传输系统的接口上，一般采用HDB3或CMI接口码型，
δt
∞，t =０
０，t≠0
单位冲激函数及其频谱如图4.8所示。
图4.8 单位冲激函数及其频谱
二、信道限带传输对信号波形的影响
任一信道的频带宽度都是有限的。当无限带宽的信号通过有限带宽的信道时，必然会使信号的频谱受到一定损失，结果使到达接收端的信号波形发生变化。

通信原理(李晓峰)习题答案全集

1. （略）2. 两个二元消息符号X 与X 的取值及概率分别为：求它们的熵。

解：利用式21()log Mi i i H X P P ==-∑易见，)(881.07.0log 7.03.0log 3.0)(221bit X H ≈--=)(971.12.0log 2.023.0log 3.02)(222bit X H ≈⨯-⨯-=3.4. 假定电话按键由10个数字、“*”与“#”组成，按压每个数字键的概率均为0.099，按压“*”或“#”的概率各为0.005，拨号速率为2次/s 。

试求（1）每次按键产生的熵与连续拨号的熵率？（2）如果每次按键采用4位二进制表示，拨号产生的二进制数据率（二元符号率）？解：（1）利用式21()log Mi i i H X P P ==-∑，22100.099log 0.09920.005log 0.0053.356bits/key H =-⨯-⨯≈连续按键产生的熵率3.356/ 6.7120.5/H bits key R T s key===/bits s（2）拨号产生的二进制数率,4/2/8/bit key key s bits s ⨯=5. （略）6. 假定容量为4.7GB 的DVD 盘可存储133分钟的数字音视频资料，试计算该数字音视频信号的数据率（二元符号率）是多少？解：数据率为304.728/ 5.059Mbps 13360Bytes bits Byte R s⨯⨯==⨯注意，1GB=3092107374182410Bytes Bytes =≈，有时也可用910。

7. （略）8. （略） 9. （略）10. 假定电传打字机的信道带宽为300Hz ，信噪比为30dB（即，30/10/101000S N ==），试求该信道的容量。

解：利用式bps NSB C )1(log 2+=有2C 300log (11000) 2.99()kbps =⨯+=11. 假定某用户采用拨号上网，已测得电话线可用频带300-3400Hz ，信噪比为25dB （即， 2.5/10S N =），试计算该信道的容量；在选用调制解调器时，可选速率为56、28.8或9.6kbps 的调制解调器中哪个较合适？解：带宽B=3400Hz-300Hz=3100Hz ，利用式bps NSB C )1(log 2+=，有2C 3100log (1316.23)25.73()kbps =⨯+= 故应采用28.8kbps 的调制解调器较合适（实际调制解调器会结合实际线路情况，自动降低速率，以充分利用信道资源）。

通信原理试题及答案

选择题16．随参信道所具有的特点是（ D ）。

A．多经传播、传输延时随时间变化、衰落B．传输损耗随时间变化、多经传播、衰落C．传输损耗随时间变化、传输延时随时间变化、衰落D．传输损耗随时间变化、传输延时不随时间变化、多经传播17．根据信道的传输参数的特性可分为恒参信道和随参信道，恒参信道的正确定义是（ B ）。

A．信道的参数不随时间变化 B．信道的参数不随时间变化或随时间缓慢变化C．信道的参数随时间变化 D．信道的参数随时间快速变化24．设基带信号频谱如右图所示，以下模拟调制后的频谱中抑制载波的双边带调幅(DSB)是（ B ）。

A. B.C. D.25．设基带信号频谱如右图所示，以下模拟调制后的频谱中属于单边带调幅（SSB）的是（ C ）。

A． B．C． D．28．模拟调幅中DSB、SSB、VSB的已调信号所占用带宽大小关系为（ B ）。

A．DSB＞SSB＞VSB Ｂ．DSB＞VSB＞SSB C．SSB＞DSB＞VSB Ｄ．VSB＞SSB＞DSB 29．以下不属于线性调制的调制方式是（ D ）。

A．AM Ｂ．DSB C．SSB Ｄ．FM30．各模拟线性调制中，已调信号占用频带最小的调制是（ C ）。

A．AM B．DSB C．SSB D．VSB32．设某传输码序列为+1-100-1+100+1-1000-1+100-1，在接收端正确恢复出的数字序列为（ D ）。

A．11001 Ｂ．20110C．01001 Ｄ．0100143．在数字基带传输系统中，以下不能消除码间干扰系统传输特性为（ C ）。

A．理想低通特性 B．升余弦特性C ．匹配滤波特性D ．线性滚降特性47．观察眼图应使用的仪表是（ C ）。

A ．频率计B ．万用表C ．示波器D ．扫频仪48．三种数字调制方式之间，其已调信号占用频带的大小关系为（ C ）。

A ．2ASK= 2PSK= 2FSK Ｂ．2ASK= 2PSK ＞2FSKC ．2FSK ＞2PSK= 2ASK Ｄ．2FSK ＞2PSK ＞2ASK49．在数字调制技术中，其采用的进制数越高，则（ C ）。

码间干扰&相干带宽

1、码间干扰：1)在一个数字传输系统中接收到的信号失真，这种失真被在时间的传播中显现和作为结果与单个脉冲交迭到达接收器不能可靠的区分状态交换（例如，在单个信号原始之间）的程度。

(2)来自这个信号的外部能量在一个或更多电键间隔中，接收这个信号的干扰在另一个电键间隔中。

(3)由外部能量引起的骚乱来自一个或更多电键间隔的信号，接收这个信号的干扰在另一个电键间隔中；2、当不同多路成分中被称为多路延迟扩展的路径延迟之间的最大差异超过一个比特时间时，符号间干涉成为一个重要的问题。

其结果是自干扰，因为带有一个给定比特传输的多路反射与带有前一个比特传输的不同的（被延迟的）多路反射同时到达接收器。

先说说有线环境的基带传输吧。

码间干扰是由于信号的带宽大于信道的带宽所引起的（可以自己分析一下就行了，极端的是假设信道带宽为无穷，相应时域就是delta函数，肯定不会又码间干扰）。

相应的要减少码间干扰就要就要减少传输信号的带宽，这就是为什么要采用升余弦做脉冲成型的原因了。

所以提高数据率也就相应的提高带宽了，码间干扰会更加严重。

再说无线通信的多径信道。

显然多径会引入码间干扰，从频域上看由于多径相应引入了相关带宽（没有记住的可以翻翻书本），这不就像信号在带限信道的传输，情况还不是和前面的一样吗，所以无线信道中往往要求信号带宽小于相关带宽。

所有提高吗速率一样会引起更严重的码间干扰；3、码间干扰就是在同一个时隙中，不同码道之间存在时间不同步，就是有偏移。

TD中有可以通过时间的上行下控制来达到同步，来消除码间干扰。

4、OFDM技术主要有如下几个优点：首先，抗衰落能力强。

OFDM把用户信息通过多个子载波传输，在每个子载波上的信号时间就相应地比同速率的单载波系统上的信号时间长很多倍，使OFDM对脉冲噪声（ImpulseNoise）和信道快衰落的抵抗力更强。

同时，通过子载波的联合编码，达到了子信道间的频率分集的作用，也增强了对脉冲噪声和信道快衰落的抵抗力。

通信原理(陈启兴版)第5章课后习题答案

第5章数字基带传输系统5.1 学习指导 5.1.1 要点本章的要点主要有数字基带传输系统结构及各部件功能；基带信号常用波形及其频谱特性；基带传输常用码型的编译及其特点；码间串扰和奈奎斯特第一准则；理想低通传输特性和奈奎斯特带宽；升余弦滚将特性；第一类部分响应系统；无码间串扰基带系统的抗噪声性能；眼图和均衡的概念。

1.数字基带传输系统数字基带传输系统：不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统，其基本结构如图5-1所示。

主要有发送滤波器、信道、接收滤波器、同步提取电路以及抽样判决器组成。

发送滤波器用于产生适合于信道中传输的基带信号波形。

信道是基带信号传输媒质（通常为有线信道）。

加性n (t )是均值为零的高斯白噪声。

接收滤波器的功能接收有用信号，滤除带外噪声，对信道特性均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。

同步提取即从接收信号中提取用来抽样的定位脉冲。

抽样判决器用来对对接收滤波器的输出波形进行抽样、判决和再生（恢复基带信号）。

图5 - 1 数字基带传输系统的原理方框图2.数字基带信号及其频谱特性(1) 数字基带信号数字基带信号用不同的电平或脉冲来表示不同的消息代码。

数字基带信号的单个脉冲有矩形脉冲、余弦脉冲、升余弦脉冲、高斯脉冲等等形式。

常用的基本信号波形有：单极性与双极性波形、不归零码与归零码波形、差分波形、多电平波形等。

数字基带信号通常是一个随机的脉冲序列。

若其各码元波形相同而电平取值不同，则可表示为()()nsn s t a g t nT ∞=-∞=-∑ (5-1)式(5-1)中，a n 是第n 个码元所对应的电平值（随机量）；T s 为码元持续时间；g (t )为某种脉冲波形。

一般情况下，数字基带信号可表示为()()nn s t s t ∞=-∞=∑ (5-2)(2) 基带信号的频谱特性数字基带信号s (t )的频谱特性可以用功率谱密度来描述。

设二进制随机信号为()()nn s t s t ∞=-∞=∑ (5-3)其中()()()12,0()11=S n S g t nT s t g t nT -⎧⎪=⎨-⎪⎩对应“”，以概率P 出现，对应“”，以概率P 出现则s (t )的功率谱密度为212()(1)()()s S P f f P P G f G f =--+212[()(1)()]()S S S S m f PG mf P G mf f mf δ∞=-∞+--∑(5-4)式(5-4)中，f s =1/T s 为码元速率；G 1(f )和G 2(f )分别是g 1(t )和g 2(t )的傅里叶变换。

数字基带信号传输与码间串扰

数字基带信号传输与码间串扰1．数字基带信号传输系统的组成（1）数字传输系统的构成图6-2 数字基带传输系统方框图①信道信号形成器（发送滤波器）发送滤波器用于压缩输入信号频带，产生适合于信道传输的基带信号波形。

②信道允许基带信号通过的媒质。

③接收滤波器接收信号，尽可能滤除信道噪声和其他干扰，对信道特性进行均衡，使输出的基带波形有利于抽样判决。

④抽样判决器在传输特性不理想及噪声背景下，在规定时刻（由位定时脉冲控制）对接收滤波器的输出波形进行抽样判决，恢复或再生基带信号。

⑤定时脉冲和同步提取用来抽样的位定时脉冲依靠同步提取电路从接收信号中提取。

（2）数字传输系统的分析①误码由接收端抽样判决器的错误判决造成，原因主要是码间串扰和信道加性噪声的影响。

②码间串扰（ISI）由于系统传输总特性不理想，导致前后码元的波形畸变、展宽，并使前面波形出现很长的拖尾，蔓延到当前码元的抽样时刻上，从而对当前码元的判决造成干扰。

2．数字基带信号传输的定量分析（1）数字基带信号传输的系统模型图6-3 数字基带信号传输系统模型（2）数字基带信号传输的定量分析确定第k个码元a k的取值，在t＝kT B＋t0时刻上对r(t)进行抽样得①抽样值式（6-1-1）中a k h(t0)为第k个接收码元波形的抽样值，它是确定a k的依据。

②码间串扰值式（6-1-1）中为除第k个码元以外的其他码元波形在第k个抽样时刻上的总和，它对当前码元a k的判决起着干扰的作用，由于a n是以概率出现的，故码间串扰值通常是一个随机变量。

③输出噪声值式（6-1-1）中n R(kT B＋t0)为输出噪声在抽样瞬间的值，是一种随机干扰，会影响对第k个码元的正确判决。

可以看出，只有当码间串扰值和噪声足够小时，才能基本保证判决的正确。

第五章数字基带传输系统(3)码间干扰

2i Ts
1 h kTS 2

i
/ TS
/ TS
H (
2i jkTS j 2 ik )e e d TS
当上式右边一致收敛时，求和与积分的次序可以互换，于是有
1 2
2i jkTS / TS H ( T )e d i S
0
1
a2
a3
1
Ts
后尾
误判为0
《通信原理》
九江学院电子工程学院
a
n
s (t )
GT（ω）
码间串扰定量分析 +
n(t )
n
r (t )
抽样判决
d (t ) 发送滤波器
C（ω）
信道
GR（ω）接收滤波器
a
' n
d ) d (t(t)
s (t )
n
a

(t nTs )
存在码间串扰收敛慢收敛快
拖尾刚好正负相反，两个波形合成能加快拖尾收敛
2Ts Ts
t
《通信原理》九江学院电子工程学院
第Ⅰ类部分响应波形
用两个间隔为1个码元长度Ts的sinx/x的合成波来代替sinx/x
Ts Ts sin (t ) sin (t ) Ts 2 Ts 2 4 cos t / Ts g (t ) [ ] 2 2 Ts Ts 1 4t / Ts (t ) (t ) Ts 2 Ts 2
《通信原理》

Ts

Ts
九江学院电子工程学院
• 频域条件
根据h (t)和H()之间存在的傅里叶变换关系： 1 h(t ) H ( )e jt d 2 在t = kTs时，有

数字基带传输中码间干扰如何消除问题的研究

数字基带传输中码间干扰如何消除问题的研究摘要：主要讨论数字基带传输中码间干扰如何消除的问题。

首先提出了奈奎斯特第一准则；其次通过频域和时域分别分析了奈奎斯特第一准则的含义；在实际通信时，总的传输特性将会偏离理想特性，这就会引起符号间干扰，要克服这种偏离就要采用均衡，最后一部分介绍了时域均衡。

关键词：基带传输；码间干扰;奈奎斯特准则；时域均衡;理想低通滤波器引言通信系统的主要性能指标有可靠性和有效性，可靠性主要衡量通信的质量，有效性主要衡量通信的传输效率，二者都很重要，而且相互矛盾。

在模拟通信系统中，影响可靠性的因素主要是信道中的加性噪声，因此常用信噪比来描述可靠性，而在数字通信系统中，影响可靠性的因素除了信道中的加性噪声还有码元之间的干扰（码间干扰），如何消除码间干扰以提高系统的可靠性是数字基带系统的主要问题，奈奎斯特第一准则解决了这一问题。

1 奈奎斯特第一准则数字基带传输系统要消除码间干扰其传输特性必须满足下式这是检验一个给定的系统传输特性H(ω)能否消除码间干扰的准则，是由奈奎斯特(Nyquist)等人提出的，所以该准则又称为奈奎斯特第一准则。

2 对奈奎斯特第一准则的含义分析2.1无码间干扰的频域条件式1-1的物理意义: 基带系统的传输特性H(ω)沿ω轴平移2πm/Ts(m=0,±1,±2,…)再相加起来，在区间(－π/ Ts, π/ Ts)叠加的结果为一条水平直线，即为一固定数值。

以升余弦滚降特性为例，如图2所示。

基带信号的带宽通常定义在区间(－2π/ Ts, 2π/ Ts)上，所以考察H(ω)在此区间上的特性才有实际价值。

也就是上式的物理意义:把H(ω)按区间(－π/ Ts, π/ Ts)的宽度分割成三段，只要H(ω－2π/ Ts)、H(ω)、H(ω+2π/ Ts)这三段在区间(－π/ Ts, π/ Ts)上能叠加出理想滤波特性来，则这样的传输特性能够消除码间干扰。

图1表示了分割和叠加的过程。

第三节无码间干扰的基带传输

H-1(ω-2π /Tb)
1/2 ω
0 π /Tb
-π /Tb
H1(ω+2π /Tb)
H0(ω) 1
1/2
1/2
ω
0
-π /Tb 0
ω π /Tb
Heq(ω) 1
-π /Tb 0 π /Tb
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4.3.2 无码间干扰的传输特性
2．理想低通传输特性
当系统的传输特性在奈氏带宽内就是理想低通特性
b / 2 eq
jkTb
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4.3.2 无码间干扰的传输特性
基带传输系统的等效传输特性
Heq() Hn ( nb )
n
若Heq(ω)满足理想传输特性，即
H
eq
(
)
c
| | / Tb
0 | | / Tb
此时系统的冲激响应满足无码间干扰的时域条件，可实
现无码间干扰的传输
H(ω)
ω -π /Tb 0 π /Tb
c
H () Heq() 0
| | / Tb | | / Tb
此时系统的单位冲激响应为
h(t) 1 H ()e jtd 1 /Tb e jtd
2
2 / Tb
h(t)
1 Tb
sin(t / Tb ) t / Tb
fbS a(t / Tb )
3．实用传输特性滚降特性
H(ω) 1
H1(ω) 0.5
H(ω) 1
-ωN
ωN
ω -ωN-ωr -ωN+ωr ωN-ωr
-ωN
ωN
图中ωN=π/Tb，是奈氏带宽
ω ωN+ωr
-ωN-ωr

基带传输系统的码间干扰

我们学习和研究基带传输系统中的码间干扰问题的目的是为了设计出无码间干扰或码间干扰较小的基带传输系统。

为了这个目的，我们需要研究如下几个问题：1）什么是码间干扰？码间干扰对基带传输系统有什么影响？2）在什么条件下没有码间干扰？3）如何设计无码间干扰的基带传输系统？问题1）的答案可使我们理解码间干扰的定义和为什么要减少甚至去除码间干扰。

问题2）的答案可从理论上分析出无码间干扰的条件，即奈奎斯特第一准则。

问题3）可使我们从实际应用角度来研究实现无码间干扰的基带传输系统的方法。

什么是码间干扰？码间干扰对基带传输系统有什么影响？为了了解码间干扰的定义及其对基带传输系统的影响，首先需要建立基带传输系统模型，因为模型可以为定量和定性分析奠定基础。

接下来可以在模型的基础上来研究其数学表示。

通过定量分析，可以总结出码间干扰对基带传输系统的影响。

）基带传输系统模型图及其简化过程如下图所示。

基带传输系统模型图基带脉冲传输与码间干扰能够表示数字信息的基带波形可以有多种形式，其中较常见的基本波形是以其幅度有无或正负来表示数字信息的形式。

本节在此基础上讨论基带脉冲传输的基本特点。

首先，我们来看一下基带信号传输系统的典型模型，如图5-5-1所示。

图5-5-1 基带传输系统方框图为了便于分析，把数字基带信号的产生过程分成码型编码和波形形成两步，码型编码的输出信号为脉冲序列，波形形成网络将每个脉冲转换成一定波形的信号。

传输信道是广义的，它可以是传输介质，也可以是带调制解调器的调制信道。

接收滤波器的作用是:使噪声尽量地得到抑制，而使信号通过。

抽样判决器将收到的波形恢复成脉冲序列，最后经码型译码，得到发送端所要传输的原始信息码元。

码间干扰的概念在图5-5-1中，基带系统的输入符号序列为{}，在二进制情况下，取值为0、1或-1、+1。

基带码型编码的输出信号为该信号是由时间间隔为的一系列组成，其中每一个的强度是由决定的。

波形形成器的输出信号为其中，是单个作用下形成的发送基本波形。