第五章數(shù)字信號基帶傳輸

1、1 通信與信息工程系通信與信息工程系 2 為什么采用數(shù)字通信系統(tǒng) n數(shù)字電路 n信號處理技術(shù)(算法) n糾錯編碼技術(shù) 能否采用數(shù)字通信系統(tǒng)？ n實際的信號，多數(shù)是模擬信號 n數(shù)字信號近似表達(dá)模擬信號 n抽樣、量化 n精度問題 3 第五章 數(shù)字信號的基帶傳輸 n5.1引言 n5.2數(shù)字基帶信號的波形極其功率譜密度 n5.3通過加性白高斯噪聲信道的數(shù)字基帶信號的接收 n5.4數(shù)字PAM信號通過限帶基帶信道的傳輸 n5.5理想限帶及加性白高斯噪聲干擾信道條件下數(shù)字 PAM信號的最佳基帶傳輸 n5.6眼圖 n5.7 信道均衡 n5.8 部分響應(yīng)系統(tǒng) n5.9 符號同步 4 5.1 引言 符號：消息的表

2、達(dá)，二進(jìn)制，多進(jìn)制符號：消息的表達(dá)，二進(jìn)制，多進(jìn)制 信號波形：一個物理信號，可以用函數(shù)描述，信號波形：一個物理信號，可以用函數(shù)描述， 有幅度，有相角有幅度，有相角 數(shù)字調(diào)制器：把符號映射成物理信號的系統(tǒng)數(shù)字調(diào)制器：把符號映射成物理信號的系統(tǒng) 數(shù)字信號：數(shù)字調(diào)制器的輸出，本身數(shù)字信號：數(shù)字調(diào)制器的輸出，本身就就是一個模擬信號，是一個模擬信號， 因其攜帶數(shù)字符號信息得名。因其攜帶數(shù)字符號信息得名。 數(shù)字調(diào)制器的載波：一般是周期性的脈沖。數(shù)字調(diào)制器的載波：一般是周期性的脈沖。 數(shù)字基帶信號、基帶信道、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)：數(shù)字基帶信號、基帶信道、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)： 功率譜密度在零頻附近的數(shù)字信號功率譜密

3、度在零頻附近的數(shù)字信號 通帶在零頻附近的信道通帶在零頻附近的信道 信號和信道均為基帶的傳輸系統(tǒng)。信號和信道均為基帶的傳輸系統(tǒng)。 5 5.1 引言 數(shù)字通信系統(tǒng)中，信號的變化 6 數(shù)字基帶信號傳輸系統(tǒng)框圖 abc efg 脈 沖 形 成 器 發(fā) 送 濾 波 器 信 道 接 收 濾 波 器 抽 樣 判 決 器 碼 元 再 生 同步 提取 定時脈沖噪聲)(tn 7 各點(diǎn)波形 8 5.1.2 幾個定義 見書129頁 n信息量的單位信息量的單位:（比特（比特，奈特，奈特，etc） n若離散信源是由兩種符號組成的集合，并且滿足 如下兩個條件： n符號等概出現(xiàn) n各符號之間統(tǒng)計獨(dú)立 則定義此信源輸出的每個符

4、號包含的信息量為1個 比特(bit)，稱此比特為信息量的單位。 n上述條件滿足時，符號包含的信息量為最大值， 不獨(dú)立或者不等概時所包含的信息量小于 1bit。 9 信息速率：信息速率： （比特（比特/秒）秒） n數(shù)字系統(tǒng)單位時間傳輸?shù)男畔⒘?。單位bit/s n如果二進(jìn)制信源的輸出符號獨(dú)立 (2) 若發(fā) 求出在 時刻抽樣的信號幅度 值及瞬時信號功率;求出在 時刻抽樣的噪 聲平均功率; A -A h(t) t Tb )()( 1 tTsth b )( 1 ts b Tt b Tt 71 )()()( 1 tntstr w dthrthtrty)()()()()( ZE dsnds dsns dTh

5、rTy b T w T T w T bb bb b b )()()( )()()( )()()( 0 1 0 2 1 0 11 0 比特能量: b E 72 信號幅度值為 ,瞬時功率為 0)(ZE b T w dsnZ 0 1 )()( )()()( 22 ZEZEZEZD 2 0 12111 0 21 0 )()()( 2 )(ddss N ZD bb TT b E 2 b E )()()()( 2 0 1212 0 111 ddsnsnE bb T w T w 2 0 12111 0 21 )()()()( ddssnnE bb TT ww b T ds N 0 2 1 0 )( 2 2 0 1 2 sb E N 73 (3)若發(fā) ,求出在 時刻抽樣值y的條件均 值 和條件方差 ;寫出y的條件概率 密度函數(shù) 的表達(dá)式; )( 2 ts b Tt )( 2 syE )( 2 syD )( 2 yp b EsyE)( 2 b E N syD 2 )( 0 2 ) 2 )( exp( 2 1 )( 2 2 2 2 2 s b s s Ey yp 74 (4) 推導(dǎo)出平均誤比特率計算公式 在 和 等概出現(xiàn)時,最佳判決門限 1 s 2 s 0 T V )()( 21 sePsePP