《数字通信原理》第7章+传输信道.ppt

数字通信原理(7),冯穗力等编著电子工业出版社2012年8月,第7章传输信道,本章的基本内容：传输信道的定义与分类；信道的损耗与衰落特性；信道的统计多径模型；信道的容量分析；信道的估计与均衡。,7.1信道的定义与分类,信道的定义狭义信道：信号从通信发送设备发出到通信接收设备接收端所经历的传播路径。广义信道：根据不同的需要可做不同的划分狭义信道；调制信道；编码信道；信源编码信道。等等,第7章传输信道,信道的定义(续)狭义的信道根据不同信道介质，可进一步划分为：有线信道：电缆、光缆等无线信道：微波信道：微波中继、卫星等短波信道：主要指电离层反射信道；散射信道：对流层散射、流星余迹散射信道等；移动通信信道：无线接入网与用户间的信道。,第7章传输信道,信道的分类恒参信道：信道特性恒定不变的信道。典型的恒参信道：有线电缆、光纤、无线视距中继等。恒参信道的传递函数可表示为传递函数的幅频和相频特性与时间无关。随参信道：信道特性随时间随机变换的信道。典型的随参信道：短波电离层反射信道、对流层散射信道、流星余迹散射信道、移动通信信道等。随参信道的传递函数可以表示为传递函数的幅频和相频特性通常是频率与时间的随机函数。,第7章传输信道,电磁波信号频率划分及应用,第7章传输信道,7.2信道的损耗与衰落特性,发送与接收信号的基本表达式发送信号通常可表达为定义复基带信号发送信号可表示为相应接收信号为其中为接收过程中的噪声干扰,第7章传输信道,路径损耗在不考虑噪声干扰影响的情况下，若发送信号的功率为接收信号的功率为则路径损耗值定义为用分贝值表示的路径损耗值为在通信系统中，常常以毫瓦为基准描述信号的强弱，称为信号的dBm值，若信号的功率为瓦，则相应的dBm值为,第7章传输信道,自由空间损耗模型自由空间传输信道：发射机与接收机之间没有任何障碍，信号沿直射传播的信道(视距信道)。若记：传输距离；发射天线增益；接收天线增益；发射功率。则接收信号功率其中为信号波长(：光速；：信号波长。)经自由空间传播的接收信号：其中为幅度衰减因子；为附加相移因子。,第7章传输信道,自由空间损耗模型自由空间的路径损耗为或表示为,第7章传输信道,传输路径损耗模型恒参信道的路径损耗单位长度的损耗通常是常数，损耗分析通常可在自由空间损耗模型的基础上加入与传输媒质(材料)有关的因子的影响即可。随参信道的路径损耗受信道的环境和条件的影响较大，通常只有实测和统计意义上的结果。随参信道路径损耗的主要分析方法：(1)射线跟踪模型：采用几何方法来分析电波在传播过程中直射、反射和绕射等因素对信号的综合影响；在静止的环境下，射线跟踪法能够较精确地建模接收信号的功率；一般很难反映因移动产生的多普勒效应，以及因多径传输产生的时延扩展等复杂因素的影响,第7章传输信道,第7章传输信道,传输路径损耗模型(续)(2)路径损耗经验模型：典型的经验模型形式上为常数其中称为天线远场参考距离。当经验模型方有效。是与公式应用环境有关的参数。,传输信道的阴影衰落模型阴影衰落：无线电波在传播路径上遇到起伏的地形、建筑物、高大的植被等障碍物的阻挡时产生信号的衰落称之。阴影衰落的变化特性：接收机在上述障碍物之间移动时会导致阴影衰落的大小的缓慢起伏变化。影响阴影衰落的主要因素：障碍物的位置、大小和介电特性等等。通常用统计模型来描述其随机衰落特性。阴影衰落导致的功率损耗值服从对数正态分布其中造成的阴影衰落的物体的尺度与信号的传输距离相比通常不能忽略，所以阴影衰落也称为中等尺度衰落。,第7章传输信道,第7章传输信道,传输信道的阴影衰落模型(续)若记则即服从正态分布。大量统计获得的不同信号频率与地形地貌条件下的取值如表所示。,路径损耗与阴影衰落综合模型路径损耗(确定函数)阴影衰落(随机变量)综合模型或(dB值),第7章传输信道,7.3信道的统计多径模型,多普勒频移与多径接收信号多普勒频移/多普勒效应：当发射机与接收机中有一方或两方同时有相对运动时，接收信号的频率发生变化的现象称之。如图，若相对运动的速度为则有若信号的波长为则因为移动导致信号的相位变化相应的多普勒频移,第7章传输信道,第7章传输信道,多普勒频移与多径接收信号若接收机朝着接近发射机的方向运动，取正值；若接收机朝着远离发射机的方向运动，取负值。引入多普勒频移后的接收信号示例：已知原发射信号频率(背离)入射角，求接收信号频率。因为多普勒频移接收信号频率：,第7章传输信道,多普勒频移与多径接收信号(续)多径接收信号信号的多径传输现象非时变多径信道的冲激响应：,可分辨径,不可分辨径,第7章传输信道,多普勒频移与多径接收信号(续)由此可得多径接收信号时变多径信道的冲激响应接收信号其中各径的时延和幅度加权值都是时间的函数。,第7章传输信道,窄带衰落模型设信号采用的滚降系数为；信号频谱的主瓣宽度与码元周期间满足即一般地有记若满足则相应地有由此可得,第7章传输信道,窄带衰落模型(续)进而有窄带衰落信道：满足条件的信道称之。一个系统是否窄带衰落模型与物理信道特性和所传输的信号特性这两个因素有关。示例：经窄带衰落信道后信号的波形通常没有明显的改变。,第7章传输信道,窄带衰落模型(续)整理接收信号可得其中通常是相互独立的随机过程当足够大时，由中心极限定理，可得,第7章传输信道,窄带衰落模型(续)有第二章中有关的分析，可知信号的包络服从瑞利分布信号的相位服从的均匀分布以上讨论时假定多径信号中的没有一径特别强的信号，否则信号的包络将服从莱斯分布；信号的相位主要由该最强一径的信号的相位决定。,第7章传输信道,窄带衰落模型(续)窄带衰落信号的相关函数首先分析简单的单载波信号的情况(暂时仅仅考虑信道影响)发送信号接收信号其中：初相：；第i径：幅度加权；时延；多普勒频移相位,第7章传输信道,窄带衰落模型(续)由此可导出其中均为平稳随机过程。,第7章传输信道,窄带衰落模型(续)在满足条件即在一个码元周期内有整数倍周期的载波周期时，有可知接收信号是一个循环平稳随机过程。,第7章传输信道,窄带衰落模型(续)窄带衰落信号的功率谱已知当发送到信道的是单频信号时，其功率谱是一线谱(冲激函数)；下面分析单频信号经过窄带衰落信道后的功率谱。一般的讨论比较复杂，下面仅分析一种理想的均匀散射的情形：假定有N径信号：每径的功率相同各径信号均匀分布在的各个角度上；第i径的到达角为，。可得,第7章传输信道,窄带衰落模型(续)且有其中是零阶贝塞尔函数；同理可得,第7章传输信道,窄带衰落模型(续)因为因此有,第7章传输信道,窄带衰落模型(续)单载波信号经均匀散射后的相关函数和功率密度谱,第7章传输信道,窄带衰落模型(续)窄带衰落信道的总衰落特性其中路径损耗阴影衰落窄带信道的瑞利衰落,第7章传输信道,宽带衰落模型若的大小与码元周期相当，或者信道可能导致严重的码间串扰，此类信道称为宽带衰落信道。示例：经宽带衰落信道后导致串扰和波形畸变。宽带衰落信道信道冲激响应仍可记为,第7章传输信道,宽带衰落模型(续)宽带衰落信道的确定散射函数信道冲激响应仍可表示为若式中是确定的函数，则可对取傅里叶变换，得式中的是反映信道的时变性导致的信号的频率变化参数。具有一般的意义。因发收两端相对移动导致的信号多普勒频移可看作的一个特例。,第7章传输信道,宽带衰落模型,宽带衰落模型(续)宽带衰落信道的随机散射函数若信道冲激响应参数是随机函数，则无法进行傅里叶变换。一般地，当足够大时，信道冲激响应可视为高斯随机过程。定义的自相关函数为若信道是广义平稳，则有,第7章传输信道,宽带衰落模型(续)广义平稳不相关散射信道若对应对于两个不同的散射体产生的时延、则称其为不相关散射信道。若不相关散射信道具有平稳性，则称之为广义平稳不相关散射信道(WSSUS)。广义平稳不相关散射信道具有性质：其中表示仅当时，相关函数才有非零值。,第7章传输信道,宽带衰落模型(续)广义平稳不相关散射信道的随机散射函数定义为随机散射函数描述了时变信道的功率谱特性。,第7章传输信道,宽带衰落模型(续)时延功率谱是两个不同时刻()信道冲激响应的自相关函数。时延功率谱定义为冲激信号经宽带衰落信道后在时间上受到扩展。表示在时延扩展位置处的单位功率；该函数描述了冲激信号的能量在时间上被扩展的轮廓特性。时延的概率密度函数可定义为,第7章传输信道,宽带衰落模型(续)平均时延扩展时延扩展方差时延扩展方差的方根定义为均方根时延扩展为保证码间串扰足够地小，一般要求，是码元周期。,第7章传输信道,宽带衰落模型(续)相干带宽对宽带衰落信道等效低通冲激响应中时延是一个变量，关于的傅里叶变换形式上可以表示为因为是一个复高斯随机过程，线性变换得到的也是复高斯随机过程。的自相关函数为由广义平稳广义平稳,第7章传输信道,宽带衰落模型(续)进一步可得即对于广义平稳不相关信道，其频域上的统计特性也是平稳的。若令，上式变为反映时延变化对信号功率在频域特性上的影响。下面给出理想信道与宽带衰落信道特性的对比。,第7章传输信道,宽带衰落模型(续)理想信道与宽带衰落信道特性的对比理想信道冲激响应相关函数由此可得理想信道对功率谱特性的影响,第7章传输信道,宽带衰落模型(续)理想信道的特性可由如下图表示因为可见系统对信号功率谱的变化不会有选择性改变。这种衰落称为平坦衰落或者平衰落。,第7章传输信道,宽带衰落模型(续)宽带衰落信道宽带衰落信道有多种多样。这里分析一个示例，假定宽带衰落信道的时延谱为时延谱的傅里叶变换为显然将出现频率选择性衰落。,第7章传输信道,宽带衰落模型(续)相干带宽的概念：定义相干带宽为常数使满足工程上，相关带宽取值为式中为均方根时延扩展。若信道相关度取约0.9，则通常有若信道相关度取0.5，则通常有,第7章传输信道,宽带衰落模型(续)多普勒功率谱函数反应的是信道的时变和对频率敏感的变化特性。为分析信道的时变特性对信号功率谱的影响，取关于的傅里叶变换令，得信道的多普勒功率谱可反映信道的时变特性对信号功率谱的影响。,第7章传输信道,宽带衰落模型(续)多普勒功率谱示例1：对于理想信道相应的其多普勒功率谱可见对冲激信号，信道不会产生功率谱的扩展。,第7章传输信道,宽带衰落模型(续)多普勒功率谱示例2假定信道具有时变特性：其多普勒功率谱冲激信号的功率谱被扩散。,第7章传输信道,宽带衰落模型(续),宽带衰落模型(续)相干时间的概念：定义相干时间为常数使满足即当后，认为信道的输出信号间是不相干的。相干时间与系统的多普勒扩展有如下的关系其中的常数k是一个与信道特性有关的常数。上图给出了多普勒扩展的形象示意图，如果信道的时变特性是由发送与接收端的相对运动引起的，则,第7章传输信道,宽带衰落模型(续)宽带衰落信道各特性函数间的关系,7.4信道的容量分析,信道的容量的有关概念一般系统的信道容量信道容量由信道特性与信源的分布特性决定。对于高斯加性噪声干扰信道，信道容量信道容量由信道带宽与信噪比决定。,第7章传输信道,平坦衰落信道的容量平坦衰落信道模型信道的特性，如增益系数等一般是一个非时变的函数。功率增益通常也称为信道边信息(CSI)。信道容量一般地仍有在时间系统中，需根据特定的信道特性，选择相应的匹配信源，才能使得系统的传输速率达到信道容量。,第7章传输信道,平坦衰落信道的容量(续)接收端已知信道边信息时信道容量根据香农定理，在带宽确定之后，信道容量由信噪比决定严格来说，信道中的信噪比是一个随机变量，如已知其分布，信道容量的统计平均值为在实际系统中，对于特定的，并非所有取值接收端都能够正确解调，若存在信噪比门限当接收端不能够正确解调；当接收端可正确解调,第7章传输信道,平坦衰落信道的容量(续)定义中断概率实际可获得的信道容量上式给出的信道容量基于如下的分析：对于发送端以小于发送信号的部分，接收端已知边信息时，可以去掉的部分。对于信噪比时，若发送端并不知道其情形出现，只能以原来的调制编码方式发送信息。即使有再高的信噪比，也不能获得更高的传输速率。,第7章传输信道,平坦衰落信道的容量(续)示例：已知信道带宽为，信道信噪比分布特性且有求接收机已知边信息时的信道容量。解：因为中断概率为所以信道容量,第7章传输信道,平坦衰落信道的容量(续)发送端和接收端均已知信道边信息时的信道容量通常接收端可以根据接收信号获得边信息，如果存在反馈信道，在发送端也可知道边信息。带反馈信道的传输模型,第7章传输信道,第7章传输信道,平坦衰落信道的容量(续)定义平均发射功率受限系统其中为信噪比的分布特性；为发射端根据信噪比调整的发射功率。为某一常数。定义平均发射功率受限条件下的信道容量由拉格朗日求极值的原理，定义令,第7章传输信道,平坦衰落信道的容量(续)可得若记且应有得发射端最佳的功率调整策略为其中的可通过如下的关系式利用数值计算的方法得到。,第7章传输信道,平坦衰落信道的容量(续)由此，发送端和接收端均已知信道边信息时的信道容量最佳的功率分配方法亦称之为注水法。,第7章传输信道,平坦衰落信道的容量(续)注水法的基本思想：如图，在系统的信噪比较强时，采用较大的发射功率；在系统的信噪比较弱时，采用较小的发射功率。注水法的思想具有一般的指导意义：系统的资源应更多地投入到较好的系统环境中,这样通常可以获得较大的效益。,频率选择性衰落信道的容量频率选择性衰落信道的模型一般可如下图所示信道的频率特性是频率的函数，通常还具有时变性。频率选择性衰落信道的幅频特性通常可抽象为如下的形式在一个较窄的频段频率特性基本不变。,第7章传输信道,第7章传输信道,频率选择性衰落信道的容量(续)时不变频率选择性信道时不变频率选择性信道的特性式中是常数。在总功率受限的条件下：信道容量式中分别是子信道的带宽、信道特性和所分配的功率。,第7章传输信道,频率选择性衰落信道的容量(续)将注水定理推广到频率域上的功率分配，可得最佳的功率分配方法式中称为中断门限，当，则在该子信道不分配功率。中断门限可通过联立如下的方程通过数值计算的方法求解,第7章传输信道,频率选择性衰落信道的容量(续)子信道i的所分配的功率相应的信道容量为,第7章传输信道,频率选择性衰落信道的容量(续)示例：某时不变衰落信道，3个子信道求该信道容量。解：可得：,第7章传输信道,频率选择性衰落信道的容量(续)时变选择性信道严格功率优化分配方法要获得信道容量的传输速率，功率分配须在时域和频域两个维度上按照二维的注水算法进行分配，实现过程复杂。近似方法功率分配方法将每个子信道近似看作平坦衰落信道，分配平均功率子信道容量：总的信道容量：,第7章传输信道,频率选择性衰落信道的容量(续)若发送接收双方有反馈信道，双方均可获得信道边信息则可得其中定义令可得,第7章传输信道,频率选择性衰落信道的容量(续)通过最后可得相应的信道容量,7.5信道的估计与均衡,信道的估计与均衡的基本概念信道估计：检测信道对信号(幅度/相位)的畸变的影响；信道均衡：跟据信道特性的变化，对接收系统参数进行相应的调整，消除信道特性变化对信号正确接收影响。模拟信道的均衡方法模拟信道的均衡系统模型,第7章传输信道,信道的估计与均衡的基本概念(续)模型信道的失真特性可以表示为若可以估计出该特性，则可构建均衡器使得从而消除信道对信号的影响。模拟均衡的噪声增强问题实际接收的信号包含噪声经均衡器后得噪声成份可能因均衡被显著放大。,第7章传输信道,信道的估计与均衡的基本概念(续)示例：噪声影响因均衡而显著增大假定信道传递函数均衡前噪声功率：均衡后噪声功率：均衡前后：噪声功率增大了4个数量级！,第7章传输信道,信道的估计与均衡的基本概念(续)时域数字均衡时域均衡是一种直接对时域抽样信号进行处理的方法，采用时域的数字滤波器完成信道均衡的功能。数字均衡通常又可分为有训练的均衡和盲均衡两种类型。有训练的均衡：在传输信息之前，发送端发送双方预先确定训练信号，接收端将根据训练信号对系统进行校正后方开始接收信息。盲均衡：盲均衡主要利用接收到的信息本身来对系统的特性进行动态的校正，以保证信息的正确接收。半盲均衡：半盲均衡是一种结合了有训练的均衡和盲均衡两种方式的一种混合的均衡方法。,第7章传输信道,信道的估计与均衡的基本概念(续)信道均衡可以在基带信号中实现，也可以在已调信号中实现。基带信号的均衡对于数字信号，基带信号的均衡往往不是追求减少信号的失真，而是降低码间串扰对信号判决的影响。基带信号均衡的示例注意：均衡后的信号在自身的判决时刻有较大值，同时在前后码元的判决时刻的取值为零。,第7章传输信道,信道的估计与均衡的基本概念(续)调制信号的均衡典型的调制信号的每个符号对应星座图的一个星座点。图示为一个16QAM信号经过信道后可能出现的各种情况,第7章传输信道,原星座图,出现相差和幅度衰减的星座图,经过多径信道的星座图,出现频差和幅度衰减的星座图,信道的估计与均衡的基本概念(续)若发送的训练符号为接收到的符号为由此可得信号均衡(对一帧信号中的每个接收到的符号)相位校正幅度校正,第7章传输信道,训练符号,接收符号,最大似然序列估计法最大似然序列估计法是一种差错最小意义上最佳的接收方法。(1)假定可以设法估计出信道的冲激响应设发送的序列为相应的波形信号的抽样值接收信号的采样值为其中噪声为高斯噪声,第7章传输信道,最大似然序列估计法(续)由此可得发送符号序列的似然函数,第7章传输信道,最大似然序列估计法(续)最大似然序列估计法可归结为整理可得问题：在实际系统中，可能无法得到没有噪声干扰的系统冲激响应。,第7章传输信道,最大似然序列估计法(续)(2)若无法估计出信道的冲激响应理论上，可在发送信息前发送一遍所有的符号序列接收并记录所有的相应接收序列在信息传输的判决时，可根据当前接收的序列与之前记录的已知接收序列进行比较，以距离最小者作为判决输出。最大似然序列估计法通常运算量很大，在高速实时传输的场合一般难以实际应用，通常是作为衡量其他算法的一个比较的基准。,第7章传输信道,数字时域均衡的基本原理数字的时域均衡通常采用横向滤波器来实现。横向滤波器的基本结构横向滤波器的冲激响应横向滤波器的频率特性(传递函数),第7章传输信道,数字时域均衡的基本原理(续)横向滤波器的系数确定当收到发送端发送的单一脉冲，横向滤波器的输出由奈奎斯特第一准则，无码间串扰的条件为其中因为是周期函数。,第7章传输信道,数字时域均衡的基本原理(续)由此可得无码间串扰的条件变为进而可得将该周期函数用傅里叶级数展开得,第7章传输信道,数字时域均衡的基本原理(续)由此即可得到横向滤波器的系数考虑物理可实现性，且一般地有实际横向滤波器中通常只取有限多个系数值但有限长度的横向滤波器一般不能完全消除码间串扰。,第7章传输信道,数字时域均衡的常用方法在实际系统中，常用本小节介绍的几种常用的方法(1)迫零法发送一个测试脉冲，在接收端收到信号经横向滤波器后的输出迫零法通过选择合适的横向滤波器系数，使得其输出满足即迫使在附近的，对相邻码元影响较大的串扰为零。,第7章传输信道,数字时域均衡的常用方法(续)由接收得到的样值根据横向滤波器的关系式和期待获得的输出，得到由此可解得所需的系数值：,第7章传输信道,数字时域均衡的常用方法(续)迫零法可以保证迫零法无法保证在实际系统中一般地有迫零法对于时不变的系统是一种简单有效的方法。定义峰值畸变系数为显然，峰值畸变系数越小，串扰的影响也越小。,第7章传输信道,数字时域均衡的常用方法(续)迫零法示例：已知接收到的单脉冲信号为试设计一个5抽头的横向滤波器，并比较均衡前后的峰值畸变系数。解：由可得,第7章传输信道,第7章传输信道,数字时域均衡的常用方法(续)可得横向滤波器对于测试的单脉冲输入，均衡输出均衡前峰值畸变均衡后峰值畸变,第7章传输信道,数字时域均衡的常用方法(续)迫零法易受噪声干扰的影响。(2)最小均方误差法最小均方误差法通过一组训练码元来确定滤波器的系数，具有统计平均的特点，因此有较好的抗噪声干扰的性能。设训练序列接收序列均衡序列则有定义误差为误差的均方值,第7章传输信道,数字时域均衡的常用方法(续)由拉格朗日求极值的原理，令整理得到若序列和具有平稳性，则可得由此可解得横向滤波器系数,数字时域均衡的常用方法(续)在实际系统中，通常假定信号序列具有遍历性；此时可用时间相关来近似统计相关，时间相关值为最小均方误差法的实现方案传输数据前，先进行均衡。,第7章传输信道,数字时域均衡的常用方法(续)(2)最小均方误差法的迭代方式实现均衡误差令可得上式是使得均方误差达到最小的必要条件。,第7章传输信道,数字时域均衡的常用方法(续)具体的迭代实现方法(a)发送接收双方约定训练序列设定滤波器的初始值设定迭代结束的门限值(b)发送端发送训练序列，接收端得到接收序列(c)计算均衡输出和误差值(d)判断是否满足收敛结束条件若满足条件，迭代结束，得到相应的滤波器系数值若不满足，调整系数返回步骤(c),直至条件满足。,第7章传输信道,数字时域均衡的常用方法(续)(3)判决反馈均衡判决反馈均衡的系统结构如下图所示系统由前馈和反馈滤波器组成。,第7章传输信道,数字时域均衡的常用方法(续)前馈滤波器输出滤波器可通过迫零法或最小均方误差法实现；反馈滤波器输出反馈滤波器的输出为残存的串扰值。总的滤波输出(均衡输出)判决器根据均衡的结果确定最合理的输出序列,第7章传输信道,自适应均衡,第7章传输信道,自适应均衡(续),第7章传输信道,自适应均衡(续),第7章传输信道,自适应均衡(续),第7章传输信道,自适应均衡(续),第7章传输信道,自适应均衡(续),第7章传输信道,自适应均衡(续),第7章传输信道,2010Copyright,SCUTDT&PLabs,107,第五章数字基带传输系统,均衡的基本概念广义的信道均衡：泛指根据信道特性的变化，对接收系统参数进行相应的调整，消除信道特性变化对信号正确接收影响的方法。若信道失真为：均衡器特性：均衡效果：,2010Copyright,SCUTDT&PLabs,108,第五章数字基带传输系统,均衡的基本概念本节的均衡(特指)：消除或减少非理想信道特性造成码间串扰影响的信号处理(滤波)技术。频域均衡：物理概念直观易于理解；频域均衡实现过程中的问题：(1)若采用模拟滤波器的方法实现，器件的参数很难根据信道特性的变化进行实时的调整，难以实现对信道动态变化的补偿；(2)如果采用数字信号处理的方法实现，均衡的信号处理过程相对复杂，需要在时域-频域间进行多次信号变换。,2010Copyright,SCUTDT&PLabs,109,第五章数字基带传输系统,均衡的基本概念（续）时域均衡：校正在时域中进行，易于通过软件算法实现。时域均衡示意图：尽可能地使每个脉冲在抽样判决时刻取最大值的同时，对邻近脉冲抽样值的干扰尽可能地减少。发送信号接收信号均衡后信号,第五章数字信号的基带传输,2010Copyright,SCUTDT&PLabs,110,第五章数字基带传输系统,均衡的基本概念（续）时域均衡的类别(1)有训练信号的均衡：通过发送测试信号进行均衡；(2)盲均衡：利用接收的信息符号信号进行均衡；(3)混合均衡：综合利用训练序列和信息符号进行均衡。,第五章数字信号的基带传输,2010Copyright,SCUTDT&PLabs,111,第五章数字基带传输系统,时域均衡的基本原理：基于横向滤波器实现的均衡器横向滤波器结构横向滤波器的冲激响应表示式,2010Copyright,SCUTDT&PLabs,112,横向均衡器输出由码间无串扰的条件，应满足其中,第五章数字信号的基带传输,2010Copyright,SCUTDT&PLabs,113,因为所以有由此可得因此上式是一周期函数。,第五章数字信号的基带传输,2010Copyright,SCUTDT&PLabs,114,由此得要完全消除码间串扰，滤波器必须无限长实际系统中有限长的横向滤波器，一般只能近似地实现消除码间串扰的功能。,第五章数字信号的基带传输,2010Copyright,SCUTDT&PLabs,115,线性均衡器的迫零算法基本思想：迫使当前脉冲信号对其他信号影响最大的相邻信号抽样点处的串扰为为零。因为：若采集发送一个测试脉冲后得到的样值令(注意：其他位置处的小的串扰一般无法消除。),第五章数字信号的基带传输,2010Copyright,SCUTDT&PLabs,116,线性均衡器的迫零算法得到方程组解得满足上述设定条件的滤波器系数：,第五章数字信号的基带传输,2010Copyright,SCUTDT&PLabs,117,线性均衡器的迫零算法迫零算法得到的滤波系数可保证：但不能保证通常有所以迫零法是一种简单有效的方法。,第五章数字信号的基带传输,2010Copyright,SCUTDT&PLabs,118,峰值畸变峰