(完整版)cp6_7基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
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通信原理——第六章
…101100…
0→-A电平 1→+A电平 脉冲宽度=Ts
的矩形波形
由于t=Ts，在整个码元持续时间内比特1正好都在高电平处，不会到0电平，即不归零
特点：与单极性信号相比，双极性码在信道中进行传输时，不易受信道特
性变化影响，抗干扰能力较强 （实际应用多于单极性不归零码）
西安电子科技大学 通信工程学院
时间上连续的信号
s(t )= an gT t nTs
n
西安电子科技大学 通信工程学院
= an s gT t nTs s ds
n
s nTs
= an gT t nTs
n
课件制作：曹丽娜
K个比特
…0110110010001…
1个符号
如果每K个比特映射为1个符号，则 Ts KTb
每个符号携带的信息量为K bit
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
符号映射分类
（3）1个比特映射为多个符号
以牺牲系统的有效性来降低系统复杂度，利于定时信号提取 如：线路编码中的CMI码和双相码
引言
基带脉冲 输出
噪声
信道：给基带信号提供传输通道。
提取采用位定 时脉冲
要论数 基是字 础研基 究带 数传 字输 通系 信统 的的 重理
西安电子科技大学 通信工程学院 课件制作：曹丽娜
§6.1
数字基带信号
及其
频谱特性
不同的符号序列{an}和冲击响应gT(t)，获得不同的连续信号s(t)
西安电子科技大学 通信工程学院 课件制作：曹丽娜
课件制作：曹丽娜
常用的数字基带信号——（3）二进制单极性归零信号
0→-A电平 1→+A电平 脉冲宽度=Ts
的矩形波形
由于t=Ts，在整个码元持续时间内比特1正好都在高电平处，不会到0电平，即不归零
特点：与单极性信号相比，双极性码在信道中进行传输时，不易受信道特
性变化影响，抗干扰能力较强 （实际应用多于单极性不归零码）
西安电子科技大学 通信工程学院
时间上连续的信号
s(t )= an gT t nTs
n
西安电子科技大学 通信工程学院
= an s gT t nTs s ds
n
s nTs
= an gT t nTs
n
课件制作：曹丽娜
K个比特
…0110110010001…
1个符号
如果每K个比特映射为1个符号，则 Ts KTb
每个符号携带的信息量为K bit
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜
符号映射分类
（3）1个比特映射为多个符号
以牺牲系统的有效性来降低系统复杂度，利于定时信号提取 如：线路编码中的CMI码和双相码
引言
基带脉冲 输出
噪声
信道：给基带信号提供传输通道。
提取采用位定 时脉冲
要论数 基是字 础研基 究带 数传 字输 通系 信统 的的 重理
西安电子科技大学 通信工程学院 课件制作：曹丽娜
§6.1
数字基带信号
及其
频谱特性
不同的符号序列{an}和冲击响应gT(t)，获得不同的连续信号s(t)
西安电子科技大学 通信工程学院 课件制作：曹丽娜
课件制作：曹丽娜
常用的数字基带信号——（3）二进制单极性归零信号
通信原理第7章(樊昌信第七版)PPT课件
参考相位
载波相位 φn
A 方式
0° 90° 180° 270°
B 方式
225° 315° 45° 135°
11Biblioteka 0001t
01
A方式
第16页/共46页
2） QPSK调制
正交调相法
b(1)
01
11
QPSK信号可视为两个互为
a(0)
正交的2PSK信号的合成。
00
I (t) x
a(1)
10 b(0)
B方式
第21页/共46页
22
改进思路：
Q
01
11
0
I
00
10
QPSK 相位路径 最大相位跳变 180°
第22页/共46页
改进思路：
信号点不作对角线移动 即双比特ab不同时跳变
Q
01
11
0
I
00
10
第23页/共46页
4 OQPSK (偏置或交错QPSK，Offset QPSK)
改进思路：
信号点不作对角线移动 即双比特ab不同时跳变
10
4DPSK
10
11
00
参考相位
01
A方式
11
01
10
4PSK
第33页/共46页
00
t
00
t
2 QDPSK调制
也有正交调相法 和 相位选择法 仅需在QPSK调制器基础上增添差分编码（码变换）
a
输入 串/并 变换
b
差分 编码
将绝对码 ab ⇨相对码 cd
c
载波 振荡
d
x
cosct
移相
2
樊昌信通信原理第6章 数字基带 (7版)
2
2
N
f B P (1 P ) G1 ( f ) G2 ( f )
3 s(t ) =u(t)+v(t) 的功率谱密度---Ps( f )
双边谱
2
PS ( f ) Pu ( f ) Pv ( f ) f B P (1 P ) G1 ( f ) G2 ( f )
u (t )
n
u n (t ) s n (t ) v n (t )
g1 (t nTB )， P sn (t ) ，(1 P ) g（ 2 t nTB）
u
n
(t )
un (t ) an [ g1 (t nTB ) g 2 (t nTB )]
-E
11
11
( c）单归零码 归零 ——特点：从中可直接提取位定时信号，
+E ——应用：作为其他码型提取同步时钟的过渡码型。 (b) (a) +E 0 1 0 1 +E 0 +E 1 0 1 1 0 0 1
t
1
(c)
1
TB
0
/ Ts 1
0 1
0
-E 1 0 1 1 0 0
(d)
+E 0 -E
+E +E
1
0
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
(c)
—— 应用：高数据速率传输系统。 0 0
-E +E 1 0 1 1 0 0 1
t
(d)
(e)
0 四电平波形： -E 00—— +3E 01—— +E 10—— - E 11—— -3E
2
N
f B P (1 P ) G1 ( f ) G2 ( f )
3 s(t ) =u(t)+v(t) 的功率谱密度---Ps( f )
双边谱
2
PS ( f ) Pu ( f ) Pv ( f ) f B P (1 P ) G1 ( f ) G2 ( f )
u (t )
n
u n (t ) s n (t ) v n (t )
g1 (t nTB )， P sn (t ) ，(1 P ) g（ 2 t nTB）
u
n
(t )
un (t ) an [ g1 (t nTB ) g 2 (t nTB )]
-E
11
11
( c）单归零码 归零 ——特点：从中可直接提取位定时信号，
+E ——应用：作为其他码型提取同步时钟的过渡码型。 (b) (a) +E 0 1 0 1 +E 0 +E 1 0 1 1 0 0 1
t
1
(c)
1
TB
0
/ Ts 1
0 1
0
-E 1 0 1 1 0 0
(d)
+E 0 -E
+E +E
1
0
1
1
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
(c)
—— 应用：高数据速率传输系统。 0 0
-E +E 1 0 1 1 0 0 1
t
(d)
(e)
0 四电平波形： -E 00—— +3E 01—— +E 10—— - E 11—— -3E
通信原理樊昌信版第6章数字基带传输系统3
12
6.5.2 二进制单极性基带系统
f0 ( x )
f1( x )
－A 0 A
f0 ( x )
x
f1 ( x )
13
1、最佳判决门限
2 A P(0) n vd ln 2 A P(1)
（6.5-12）
A 当P(1)=P(0)=1/2时 v 2 2、误码率（设V*d=A/2）
d
眼图可以用来指示接收滤波器的调整，以减 小码间串扰，改善系统性能。
23
眼图的模型
最佳抽样时刻：“眼睛”张开最大的时刻； 判决门限电平：眼图中央的横轴位置对应于判 决门限电平； 对定时误差的灵敏度：眼图斜边的斜率决定了 系统对抽样定时误差的灵敏程度，斜率越大， 对定时误差越灵敏，即要求定时准确；
6.7.1部分响应系统
• 研究问题：基带传输中的有效性问题 • 研究目的：如何设计频带利用率高又可实 现的基带传输系统 • 研究方法：放宽对无码间串扰的要求以提 高有效性
30
问题的提出 由奈奎斯特第一准则知，基带系统的总特性 设计成理想低通特性, 能达到理论上的极限传 输速率，达到最高的频带利用率(2B/Hz)。理 想低通传输特性实现困难，且h(t)的尾巴振荡 幅度大、收敛慢，而对定时要求十分严格。 余弦滚降特性所需的频带加宽了，降低了系 统的频带利用率。 问题：能否找到频带利用率为2B/Hz，满足 “尾巴”衰减大、收敛快，又可实际实现的传 输特性？
34
•讨论g(t)的波形特点
4 cos t / TS g t 2 2 1 4t / TS Ts kTs g (0) 4 , g 1, g 0, k 3 , 5 , 2 2
除了在相邻的取样时刻 t=Ts/2 处 g(t)=1 外， 其余的取样时刻上，g(t) 具有等间隔零点。 g(t)波形的拖尾幅度与t 2成反比，说明g(t)波 形拖尾的衰减速度加快了。
6.5.2 二进制单极性基带系统
f0 ( x )
f1( x )
－A 0 A
f0 ( x )
x
f1 ( x )
13
1、最佳判决门限
2 A P(0) n vd ln 2 A P(1)
（6.5-12）
A 当P(1)=P(0)=1/2时 v 2 2、误码率（设V*d=A/2）
d
眼图可以用来指示接收滤波器的调整，以减 小码间串扰，改善系统性能。
23
眼图的模型
最佳抽样时刻：“眼睛”张开最大的时刻； 判决门限电平：眼图中央的横轴位置对应于判 决门限电平； 对定时误差的灵敏度：眼图斜边的斜率决定了 系统对抽样定时误差的灵敏程度，斜率越大， 对定时误差越灵敏，即要求定时准确；
6.7.1部分响应系统
• 研究问题：基带传输中的有效性问题 • 研究目的：如何设计频带利用率高又可实 现的基带传输系统 • 研究方法：放宽对无码间串扰的要求以提 高有效性
30
问题的提出 由奈奎斯特第一准则知，基带系统的总特性 设计成理想低通特性, 能达到理论上的极限传 输速率，达到最高的频带利用率(2B/Hz)。理 想低通传输特性实现困难，且h(t)的尾巴振荡 幅度大、收敛慢，而对定时要求十分严格。 余弦滚降特性所需的频带加宽了，降低了系 统的频带利用率。 问题：能否找到频带利用率为2B/Hz，满足 “尾巴”衰减大、收敛快，又可实际实现的传 输特性？
34
•讨论g(t)的波形特点
4 cos t / TS g t 2 2 1 4t / TS Ts kTs g (0) 4 , g 1, g 0, k 3 , 5 , 2 2
除了在相邻的取样时刻 t=Ts/2 处 g(t)=1 外， 其余的取样时刻上，g(t) 具有等间隔零点。 g(t)波形的拖尾幅度与t 2成反比，说明g(t)波 形拖尾的衰减速度加快了。
无线通信工程--第04讲-基带传输
fTS sin fTS
特性的滤波器称为网孔均衡器。
最佳检测准则
基带传输模型
u(t) HT (f)
u(t) Ik (t kTs ) k
v(t) x(t) n(t)
v(t)
+
HR (f)
n0 (t)
x(t) Ik h(t kTs ) k
并有： h(t) HT ( f )H R ( f )e j2 ftdf
S
(
f
)
1 TS
p1(1 p1) G1( f ) G0 ( f ) 2
u(t,T)=(t,T)+(t,T)
其中： (t,T)＝E(u(t,T))
(t,T)=u(t,T)- (t,T)
讨论：线谱、连续谱
举例
双极性基带信号 波形集： g1(t)=g(t),概率1/2 g0(t)=－g(t),概率1/2 功率谱密度：
抽样点信噪比
在t=t0时刻对v(t)抽样，得 到：
v0 v(t0 ) x(t0 ) n(t0 ) x0 n0
其中n0是高斯噪声，均值 为0，方差为
n2 N0 H R ( f ) 2 df
而： x0 I0h0 I0 HT ( f )H R ( f )e j2 ft0 df
以上假定系统满足奈奎斯 特第一准则。
第三准则
第三准则：波形面积无失 真准则。
第n时隙的波形面积，只 决定于该时隙码元的取值， 而和其它时隙的码元无关。
可以证明：满足第三准则 的滤波器，是一个对矩形 脉冲的输出响应满足第一 准则的滤波器。
关系如下：
N3
(
f
)
N1
(
f
)•
sin
fTS
fTS
特性的滤波器称为网孔均衡器。
最佳检测准则
基带传输模型
u(t) HT (f)
u(t) Ik (t kTs ) k
v(t) x(t) n(t)
v(t)
+
HR (f)
n0 (t)
x(t) Ik h(t kTs ) k
并有： h(t) HT ( f )H R ( f )e j2 ftdf
S
(
f
)
1 TS
p1(1 p1) G1( f ) G0 ( f ) 2
u(t,T)=(t,T)+(t,T)
其中： (t,T)＝E(u(t,T))
(t,T)=u(t,T)- (t,T)
讨论：线谱、连续谱
举例
双极性基带信号 波形集： g1(t)=g(t),概率1/2 g0(t)=－g(t),概率1/2 功率谱密度：
抽样点信噪比
在t=t0时刻对v(t)抽样，得 到：
v0 v(t0 ) x(t0 ) n(t0 ) x0 n0
其中n0是高斯噪声，均值 为0，方差为
n2 N0 H R ( f ) 2 df
而： x0 I0h0 I0 HT ( f )H R ( f )e j2 ft0 df
以上假定系统满足奈奎斯 特第一准则。
第三准则
第三准则：波形面积无失 真准则。
第n时隙的波形面积，只 决定于该时隙码元的取值， 而和其它时隙的码元无关。
可以证明：满足第三准则 的滤波器，是一个对矩形 脉冲的输出响应满足第一 准则的滤波器。
关系如下：
N3
(
f
)
N1
(
f
)•
sin
fTS
fTS
通信原理相干解调系统的抗噪声性能课件
2
1、0等概
Pe
1 eh2 2
2
Eb
1 e 2n0 2
求M0、M1的概率分布实际上都是在求某一种包络的分布，因此实际中
把随相信号的最佳接收也称为包络解调
5.3.2 非相干解调系统的抗噪声性能：2FSK
2FSK信号是等概、等能量、正交的二进制随相信号
s(t)
r(t)
n(t )
包络解调 相干解调
cos 0t sin 0t
)
n0
ln
pH0 p H1
=0
Vd
Eb 2
n0
ln
pH0 p H1
等概
Vd
Eb 2
pe
1 2
erfc
Eb 4n0
5.3.1 2ASK相干解调 各点波形示意图
1
0
1
s(t )
s2 ASK (t ) a
a 接收信号 x(t) s2ASK (t) n(t)
b
Tb dt
0
c
(t)
解：（1）2FSK信号的第一零点带宽
f f2 f1 2 fs f2 f1 2RB 1200Hz
（2）采用包络检测法解调时系统的误码率
Pe
1
Eb
e 2n0
2
1 e8 2
1.68104
（3）采用相干检测法解调时系统的误码率
pe
1 2
erfc
Eb 2n0
1 2
erfc
8 3.17 105
5.3.2 非相干解调系统的抗噪声性能：2ASK
s(t)
r(t)
n(t)
cos 0t
Tb ( )dt 0
sin 0t
Tb ( )dt 0
1、0等概
Pe
1 eh2 2
2
Eb
1 e 2n0 2
求M0、M1的概率分布实际上都是在求某一种包络的分布，因此实际中
把随相信号的最佳接收也称为包络解调
5.3.2 非相干解调系统的抗噪声性能：2FSK
2FSK信号是等概、等能量、正交的二进制随相信号
s(t)
r(t)
n(t )
包络解调 相干解调
cos 0t sin 0t
)
n0
ln
pH0 p H1
=0
Vd
Eb 2
n0
ln
pH0 p H1
等概
Vd
Eb 2
pe
1 2
erfc
Eb 4n0
5.3.1 2ASK相干解调 各点波形示意图
1
0
1
s(t )
s2 ASK (t ) a
a 接收信号 x(t) s2ASK (t) n(t)
b
Tb dt
0
c
(t)
解：（1）2FSK信号的第一零点带宽
f f2 f1 2 fs f2 f1 2RB 1200Hz
（2）采用包络检测法解调时系统的误码率
Pe
1
Eb
e 2n0
2
1 e8 2
1.68104
（3）采用相干检测法解调时系统的误码率
pe
1 2
erfc
Eb 2n0
1 2
erfc
8 3.17 105
5.3.2 非相干解调系统的抗噪声性能：2ASK
s(t)
r(t)
n(t)
cos 0t
Tb ( )dt 0
sin 0t
Tb ( )dt 0
7.2 二进制数字调制抗噪声性能
Communication
Ch7 数字调制传输系统
同理，
r 1 P (1 0) erfc 2 2
所以，2FSK同步检测时的总误码率为
Pe P (0)P (1 0) + P (1)P (0 1) 1 r erfc 2 2 r r >>1 1 e 2 2 r
CUMT LIShiyin 8
误判
Communication
7.2.1 2ASK系统的抗噪声性能
Ch7 数字调制传输系统
当发送码元为“1”，错误接收为“0”的概率
P (0 1) P (V b) +0 f1 (V )dV V aV (V 2 + a 2 ) 2 n dV 1 + 2 I 0 e 2 b n n
B 2 RB 9.6 × 10 Hz
6
2 n n0 B 1.92 × 10 W 8 2 2 r a (2 n ) 26 >> 1
(1) 包络检测法解调时系统的误码率为
1 r 1 6.5 Pe 2 e 4 2e 7.5 × 10 4
(2) 同步检测法解调时系统的误码率为
包 络 分 布
V aV (V 2 + a 2 ) 22 n 发“1”时, , f1 ( V ) 2 I 0 2 e n n 广义瑞利分布 V 2 2 V f 0 (V ) e n
2 n2
, ，发“0”瑞利分布
2009 Copyright
Page 8
发送"0"时
波形 y (t ) R (t ), n
a + nc (t ), 发送"1"时 x(t ) 发送“0"时 nc (t ),
樊昌信《通信原理》(第7版)章节题库(数字基带传输系统)【圣才出品】
13．某二进制消息序列为 11000110，画出相应的空号差分波形（即按 0 变 1 不变化 的编码规则）______和相应的编码器原理框图______。
4 / 76
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
【答案】
【解析】设定初始电平为 0，则由编码规则知编码后的波形为 00101110，编码器的实 现可将输入序列位取反然后与前一输出结果相与。
判决门限电平应该调低，以降低整体的误码率。
9．噪声容限越大，系统的抗噪声性能______。 【答案】越好
3 / 76
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【解析】噪声容限越大，系统对于接收码元错误判决的次数越少，误码率低，系统的抗 噪声性能越好。
10．衡量均衡效果的两个准则是______和______准则。 【答案】峰值畸变；均方畸变 【解析】有限长的均衡器可以减小 ISI（码间串扰），但不能完全消除码间串扰，其均衡 效果可用峰值失真（畸变）和均方失真（畸变）两个准则来衡量。
11．在数字基带传输系统中，插入横向滤波器的目的是______。 【答案】减小码间串扰 【解析】横向滤波器的功能是利用它产生的无限多个响应波形之和，将接收滤波器输出 端抽样时刻上有码间串扰的响应波形变换成抽样时刻上无码间串扰的响应波形，从而减小码 间串扰。
12．采用时域均衡的目的是______。 【答案】降低码间串扰 【解析】时域均衡是将均衡器输入端有码间串扰的波形变换成无码间串扰的响应波形， 能够有效地减小码间串扰。
3．设二进制信码序列的码速率为 1200Baud，则数字双相码的谱零点带宽为______。
【答案】B＝2400Hz
【解析】双相码以双极性 NRZ
波形传输，所占用的带宽加倍，B
4 / 76
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【答案】
【解析】设定初始电平为 0，则由编码规则知编码后的波形为 00101110，编码器的实 现可将输入序列位取反然后与前一输出结果相与。
判决门限电平应该调低，以降低整体的误码率。
9．噪声容限越大，系统的抗噪声性能______。 【答案】越好
3 / 76
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【解析】噪声容限越大，系统对于接收码元错误判决的次数越少，误码率低，系统的抗 噪声性能越好。
10．衡量均衡效果的两个准则是______和______准则。 【答案】峰值畸变；均方畸变 【解析】有限长的均衡器可以减小 ISI（码间串扰），但不能完全消除码间串扰，其均衡 效果可用峰值失真（畸变）和均方失真（畸变）两个准则来衡量。
11．在数字基带传输系统中，插入横向滤波器的目的是______。 【答案】减小码间串扰 【解析】横向滤波器的功能是利用它产生的无限多个响应波形之和，将接收滤波器输出 端抽样时刻上有码间串扰的响应波形变换成抽样时刻上无码间串扰的响应波形，从而减小码 间串扰。
12．采用时域均衡的目的是______。 【答案】降低码间串扰 【解析】时域均衡是将均衡器输入端有码间串扰的波形变换成无码间串扰的响应波形， 能够有效地减小码间串扰。
3．设二进制信码序列的码速率为 1200Baud，则数字双相码的谱零点带宽为______。
【答案】B＝2400Hz
【解析】双相码以双极性 NRZ
波形传输，所占用的带宽加倍，B
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影响数据可靠传输的两个因素
(1) 码间干扰 当传输特性满足一定的条件（奈奎斯特准则）时可消除。
(2) 信道噪声 即高斯白噪声，时时刻刻存在于系统中，是不可消除的。它对传 输数字信号的危害是引起误码。将"1"信号错判为"0"信号，或 使"0"错判为"1"。
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-2
6.7 基带传输系统的抗噪声性能以及眼图 可靠性分析 二进制双极性基带系统的抗噪声性能 二进制单极性基带系统的抗噪声性能 双极性与单极性基带系统的抗噪声性能比较 眼图
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-13
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
双极性和单极性基带系统性能比较
当比值A/n一定时，在等概条件下：
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-9
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
在A和n2一定条件下，可以找到一个使误码率最小的判决门限电平，称为最佳门
限电平。若令
Pe 0
Vd
则可求得最佳门限电平
Vd
2 n
2A
ln
P(0) P(1)
若P(1) = P(0) = 1/2，则有 这时，基带传输系统总误码率为
6-7-7
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
Vd为判决门限
判决规则：
Pe:图中的阴影部分面积
有两种差错形式：发“1”，误判为“0”-- Pe1 发“0”，误判为“1”-- Pe2
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-8
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
发“1”错判为“0”的概率P(0/1)为
6-7-10
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
6.7 基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
可靠性分析 二进制双极性基带系统的抗噪声性能 二进制单极性基带系统的抗噪声性能 双极性与单极性基带系统的抗噪声性能比较 眼图
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-11
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-3
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
抗噪声性能分析模型
加性高斯白噪声，均值为0， 双边功率谱密度为n0 /2。
线性网络
n(t)
GR( ) y(t )
＋
接收 滤波器
s(t) nR(t)
nR (t) ：
功率谱密度 方差
Pn f
2 n
n0
n20 2
Vd 0
Pe
1 P(0 /1) P(1/ 0)
2
ห้องสมุดไป่ตู้
1
1 erf
2
A
2 n
1 2
erfc
A
2 n
在等概、最佳门限下，双极性基带系统的误码率仅依赖于信号峰值A与噪声均方根 值n的比值, 而与采用什么样的信号形式无关。且比值A/ n越大，Pe就越小。
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
6.7 基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
可靠性分析 二进制双极性基带系统的抗噪声性能 二进制单极性基带系统的抗噪声性能 双极性与单极性基带系统的抗噪声性能比较 眼图
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-1
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
6-7-4
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
6.7 基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
可靠性分析
二进制双极性基带系统的抗噪声性能
二进制单极性基带系统的抗噪声性能
双极性与单极性基带系统的抗噪声性能比较
眼图
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-5
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
GR ( f ) 2
GR ( f ) 2 d f
一维概率密度函数
f (V )
1
V 2
e
2
2 n
2 n
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
y(t) s(t) nR (t) y(kTB ) s(kTB ) nR (kTB )
t=kTS
取样 判决器
nR (t)也是均值为0的平稳高斯噪声
V － 噪声的瞬时取值nR (kTs) 。
f1(y)
当发送“0”时，nR(kTs)的一维概率密度函数为
f0(y)
exp 1
y2
2 n
2
2 n
最佳门限
Vd
A
2 n
2A
ln
P(0) P(1)
当P(1) = P(0) = 1/2，Vd* = A/2 时
Pe
1 2
erf
c
2
A
2 n
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-12
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
发送双极性信号时
发数据 0 1 0 1 1 1 0 A
s(t)
-A
y(t)
接收端抽 样脉冲
收数据
0 0 0 0 11 1
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-6
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
二进制双极性基带系统的抗噪声性能
A，发送“1”时 s(kTS ) A，发送“0”时
当发送“1”时，A+ nR(kTs)的一
P(0 /1) P( y Vd )
Vd
f1( y)dy
发“0”错判为“1”的概率P(1/0)为
P(1/ 0) P( y Vd ) Vd f0 ( y)dy
总误码率为
Pe P(1)P(0 /1) P(0)P(1/ 0)
误码率与发送概率P(1),P(0) ,信号峰值A，噪声功率2n，判决门限电平Vd有关
二进制单极性基带系统的抗噪声性能
A，发送“1”时 s(kTS ) 0，发送“0”时
y (k TS
)
A nR nR (k
(k TS
TS )，发送“1”时 )，发送“0”时
当发送“1”时，A+ nR(kTs)的一维概率密度函数为
f1(y)
exp 1
2 n
( y A)2
2
2 n
f0(y)
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
本知识点讨论问题：
在无码间串扰的条件下，噪声对基带信号传输的影响，即计算 噪声引起的误码率。
y(kTB t0 ) ak h(t0 ) a n h (k n)TB t 0 nR (kTB t 0 )
nk
0
影响有多大？
在信道噪声为高斯白噪声的条件下讨论
维概率密度函数为
f1(y)
exp 1
2 n
( y A)2
2
2 n
y(kTS ) AAnnRR((kkTTSS)， )，发发送送““1” 0”时时
当发送“0”时，-A+ nR(kTs)的
一维概率密度函数为
f0(y)
exp 1
2 n
( y A)2
2
2 n
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
(1) 码间干扰 当传输特性满足一定的条件（奈奎斯特准则）时可消除。
(2) 信道噪声 即高斯白噪声，时时刻刻存在于系统中，是不可消除的。它对传 输数字信号的危害是引起误码。将"1"信号错判为"0"信号，或 使"0"错判为"1"。
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-2
6.7 基带传输系统的抗噪声性能以及眼图 可靠性分析 二进制双极性基带系统的抗噪声性能 二进制单极性基带系统的抗噪声性能 双极性与单极性基带系统的抗噪声性能比较 眼图
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-13
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
双极性和单极性基带系统性能比较
当比值A/n一定时，在等概条件下：
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-9
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
在A和n2一定条件下，可以找到一个使误码率最小的判决门限电平，称为最佳门
限电平。若令
Pe 0
Vd
则可求得最佳门限电平
Vd
2 n
2A
ln
P(0) P(1)
若P(1) = P(0) = 1/2，则有 这时，基带传输系统总误码率为
6-7-7
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
Vd为判决门限
判决规则：
Pe:图中的阴影部分面积
有两种差错形式：发“1”，误判为“0”-- Pe1 发“0”，误判为“1”-- Pe2
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-8
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
发“1”错判为“0”的概率P(0/1)为
6-7-10
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
6.7 基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
可靠性分析 二进制双极性基带系统的抗噪声性能 二进制单极性基带系统的抗噪声性能 双极性与单极性基带系统的抗噪声性能比较 眼图
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-11
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-3
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
抗噪声性能分析模型
加性高斯白噪声，均值为0， 双边功率谱密度为n0 /2。
线性网络
n(t)
GR( ) y(t )
＋
接收 滤波器
s(t) nR(t)
nR (t) ：
功率谱密度 方差
Pn f
2 n
n0
n20 2
Vd 0
Pe
1 P(0 /1) P(1/ 0)
2
ห้องสมุดไป่ตู้
1
1 erf
2
A
2 n
1 2
erfc
A
2 n
在等概、最佳门限下，双极性基带系统的误码率仅依赖于信号峰值A与噪声均方根 值n的比值, 而与采用什么样的信号形式无关。且比值A/ n越大，Pe就越小。
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
6.7 基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
可靠性分析 二进制双极性基带系统的抗噪声性能 二进制单极性基带系统的抗噪声性能 双极性与单极性基带系统的抗噪声性能比较 眼图
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-1
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
6-7-4
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
6.7 基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
可靠性分析
二进制双极性基带系统的抗噪声性能
二进制单极性基带系统的抗噪声性能
双极性与单极性基带系统的抗噪声性能比较
眼图
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-5
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
GR ( f ) 2
GR ( f ) 2 d f
一维概率密度函数
f (V )
1
V 2
e
2
2 n
2 n
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
y(t) s(t) nR (t) y(kTB ) s(kTB ) nR (kTB )
t=kTS
取样 判决器
nR (t)也是均值为0的平稳高斯噪声
V － 噪声的瞬时取值nR (kTs) 。
f1(y)
当发送“0”时，nR(kTs)的一维概率密度函数为
f0(y)
exp 1
y2
2 n
2
2 n
最佳门限
Vd
A
2 n
2A
ln
P(0) P(1)
当P(1) = P(0) = 1/2，Vd* = A/2 时
Pe
1 2
erf
c
2
A
2 n
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-12
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
发送双极性信号时
发数据 0 1 0 1 1 1 0 A
s(t)
-A
y(t)
接收端抽 样脉冲
收数据
0 0 0 0 11 1
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统
6-7-6
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
二进制双极性基带系统的抗噪声性能
A，发送“1”时 s(kTS ) A，发送“0”时
当发送“1”时，A+ nR(kTs)的一
P(0 /1) P( y Vd )
Vd
f1( y)dy
发“0”错判为“1”的概率P(1/0)为
P(1/ 0) P( y Vd ) Vd f0 ( y)dy
总误码率为
Pe P(1)P(0 /1) P(0)P(1/ 0)
误码率与发送概率P(1),P(0) ,信号峰值A，噪声功率2n，判决门限电平Vd有关
二进制单极性基带系统的抗噪声性能
A，发送“1”时 s(kTS ) 0，发送“0”时
y (k TS
)
A nR nR (k
(k TS
TS )，发送“1”时 )，发送“0”时
当发送“1”时，A+ nR(kTs)的一维概率密度函数为
f1(y)
exp 1
2 n
( y A)2
2
2 n
f0(y)
第7节基带传输系统的抗噪声性能以及眼图
本知识点讨论问题：
在无码间串扰的条件下，噪声对基带信号传输的影响，即计算 噪声引起的误码率。
y(kTB t0 ) ak h(t0 ) a n h (k n)TB t 0 nR (kTB t 0 )
nk
0
影响有多大？
在信道噪声为高斯白噪声的条件下讨论
维概率密度函数为
f1(y)
exp 1
2 n
( y A)2
2
2 n
y(kTS ) AAnnRR((kkTTSS)， )，发发送送““1” 0”时时
当发送“0”时，-A+ nR(kTs)的
一维概率密度函数为
f0(y)
exp 1
2 n
( y A)2
2
2 n
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统