【正文】 此時(shí)均衡濾波器的任務(wù)不只是補(bǔ)償信道，還要補(bǔ)償發(fā)送濾波器和接收濾波器引起的碼間串?dāng)_。通常選擇相匹配的發(fā)送濾波器和接收濾波器，使之滿足下列表達(dá)式： ? ? ? ? ? ?fHfHfH rtRC ? () 這樣， ? ?fHt 和 ? ?fHr 的頻率傳輸函數(shù)都是生余弦函數(shù)的平方根（平方根升余弦函數(shù)）。被檢測(cè)信號(hào)可以是碼元邊界的采樣值（即每個(gè)碼元只采樣一次），這種采樣稱(chēng)為按碼元間隔采樣；也可以對(duì)每個(gè)碼元做多次采樣，這種采樣稱(chēng)為按部分碼元間隔采樣。本節(jié)將介紹比較常用的均衡濾波器，這類(lèi)均衡器還可以進(jìn)一步的劃分。第二類(lèi)是均衡濾波器，即用濾波器補(bǔ)償信號(hào)失真。這種調(diào)整 的目的是使檢測(cè)器根據(jù)已失真的解調(diào)脈沖序列做出更好的估計(jì)。 均衡可分為兩大類(lèi)，如圖所示。在傳輸脈沖序列時(shí)，這種失真表現(xiàn)為信號(hào)彌散或拖尾，因此畢業(yè)設(shè)計(jì) (專(zhuān)業(yè)外文翻譯 ) 7 解調(diào)序列中的波形有明顯的形變。 節(jié)已證明，要實(shí)現(xiàn)信道的理想（無(wú)失真）傳輸，必須滿足在信號(hào)帶寬 W 范圍內(nèi)? ?fHc 是常數(shù)， ??fc? 是頻率的線性函數(shù)（即對(duì)信號(hào)的所有頻率分量，時(shí)間延遲為常數(shù)）。既然碼間串?dāng)_是發(fā)送機(jī)和信道的濾波作用引起的，那么可以將均衡看做非最佳濾波的逆過(guò)程。觀察圖中的交疊脈沖可以推斷出這個(gè)結(jié)論：若增大 0NEb ，交疊脈沖的比例不會(huì)減少，波形是真情況相同。毫無(wú)疑問(wèn)，每條 BP 與 0NEb 關(guān)系曲線的最低點(diǎn)可以落在任何地方，該點(diǎn)若在考慮的區(qū)域之下就不會(huì)造成什么影響。若無(wú)法解決這個(gè)問(wèn)題，為了達(dá)到期望的誤比特率，又要多提供多少信噪比呢？答案是無(wú)窮大，也就是說(shuō)沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)。 仍假定系統(tǒng)不滿足實(shí)踐所示的期望性能，如圖所示。這是一個(gè)很?chē)?yán)重的問(wèn)題，特別在系統(tǒng)是功率限制時(shí)，多提供 2dB 的信噪比是很困難的。誤比特率相同的情況下，由于系統(tǒng)性能的下降所需的 0NEb 升至 12dB（由圖中虛線可知）。由于信號(hào)減衰和噪聲（干擾）電平的提高，造成信噪比 0NEb 的減衰。 假定需要設(shè)計(jì)的通信系統(tǒng)，其吳比特率（誤碼率）與 0NEb 的關(guān)系曲線是圖中的實(shí)踐。第一種，由于接收信號(hào)能量的降低或者噪聲（干擾信號(hào)）能量的增加導(dǎo)致信噪比 0NEb 的減少，從而使得性能下降；第二種歸因于信號(hào)失真，例如由碼間串?dāng)_引起的失真。所以，雖然窄帶頻譜信號(hào)能夠提供最 佳的帶寬利用率，但是它對(duì)定時(shí)誤差引起的碼間串?dāng)_非常敏感。時(shí)域?qū)挼臎_擊響應(yīng)，對(duì)應(yīng)在頻域中的特性是每一個(gè)主瓣附近都有大振幅的旁瓣。如果濾波器的頻帶邊緣比較陡峭，接近圖中的矩形，則信號(hào)頻譜達(dá)到最窄。因此合理的目標(biāo)是，壓縮數(shù)據(jù)脈沖使之具有比奈奎斯特最小帶寬稍大的帶寬。奈奎斯特給出了降低系統(tǒng)帶寬的極限。這對(duì)通信服務(wù)提供商具有非常重大的意義，因?yàn)榭梢杂脦挼睦寐试礁呤找婢驮蕉?。理想奈奎斯特濾波器的傳輸函數(shù)形狀為矩形，其相應(yīng)的沖激響應(yīng)為無(wú)限長(zhǎng)，顯然該濾波器是不可實(shí)現(xiàn)的，只能近似實(shí)現(xiàn)。對(duì)于基帶系統(tǒng)，無(wú)碼間串?dāng)_地檢測(cè)碼元速率為 T1 的脈沖（碼元）所需帶寬為 T21 ；換而言之，帶寬 HzRTW s 221 ??的系統(tǒng)在保證無(wú)碼間串?dāng)_的條件下能夠支持的最大傳輸速率為 sRTW ??12 碼元 /s（奈奎斯特帶寬限制）。圖中有兩個(gè)相鄰脈沖 ??th畢業(yè)設(shè)計(jì) (專(zhuān)業(yè)外文翻譯 ) 5 和 ? ?Tth ， ??th 具有很長(zhǎng)的尾隨脈沖，但在 ? ?Tth 的采樣點(diǎn)即 t=T 時(shí)刻 ?? 0?th ，同樣地，在脈沖 ? ?kTth ( k =? 1， ? 2， ? . )的采樣時(shí)刻 ??th 的所有旁瓣取值都為零。奈奎斯特證明，若接收序列的每個(gè)脈沖都是 ? ?Ttsin 形狀，則脈沖序列的檢測(cè)不受碼間串?dāng)_的影響。最小系統(tǒng)帶寬成立的條件是，系統(tǒng)傳輸函數(shù) ??fH 是如圖所示的矩形函數(shù)。 奈奎斯特研究了接收端不產(chǎn)生碼間串?dāng)_的接收脈沖形狀問(wèn)題。即便沒(méi)有噪聲，濾波和信道引起的失真也會(huì)導(dǎo)致碼間串?dāng)_。由于系統(tǒng)的濾波作用，接收脈沖之間會(huì)發(fā)生交迭，見(jiàn)圖。在一個(gè)二進(jìn)制 PCM 通信系統(tǒng)中（如 NRZL），檢測(cè)器根據(jù)接收 信號(hào)的采樣與門(mén)限值的比較做出判決。圖給出了這類(lèi)系統(tǒng)的一個(gè)簡(jiǎn)單模型，它將所有的濾波作用等效為一個(gè)系統(tǒng)傳 輸函數(shù) : ? ? ? ? ? ? ? ?fHfHfHfH rct? () 其中， ? ?fHt 表示發(fā)送濾波器， ? ?fHc 表示信道內(nèi)的濾波器， ? ?fHr 表示接受 /均衡濾波器。一些帶通系統(tǒng)（如無(wú)線系統(tǒng)）通常是衰減信道，這類(lèi)信道相當(dāng)于不期望的濾波器致使信號(hào)發(fā)生失真。在發(fā)送端，將脈沖或電平形式的消息符號(hào)進(jìn)行調(diào)試，經(jīng)濾波后變成符合帶寬要求的脈沖。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (專(zhuān)業(yè)外文翻譯 ) 4 下列表達(dá)式證明了這點(diǎn)：0NEb =焦耳 /瓦每赫茲 =瓦 .秒 /瓦 .秒 2 碼間干擾 如圖描述了典型數(shù)字通信系統(tǒng)的濾波問(wèn)題。由于該波形包含 10 比特信息，所以每比特所需的 NS 為2。因?yàn)槎M(jìn)制波形包含 1 比特信息，所以每比特所需的 NS 是 20。例如，若給定差錯(cuò)概率，某二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)所需的 NS 是 20。數(shù)字系統(tǒng)的衡量指標(biāo)必須在比特級(jí)上比較兩個(gè)系統(tǒng)的性能。數(shù)字波形是代表數(shù)字信息的媒介，信息可能包含 1 比特（二進(jìn)制）、 2 比特（四進(jìn)制）、 ?? 、 10 比特（ 1024 進(jìn)制）等。換而言之，碼元能量（功率在 sT 上的積分）是一個(gè)更適合于描述數(shù)字信號(hào)波形的參數(shù)。每個(gè)碼元的平均功率（在整個(gè)時(shí)間軸上取平均）等于零，所以功率不能用于描述數(shù)字信號(hào)。對(duì)模擬信號(hào)而言，功率（或能量傳輸速率）是一個(gè)更有用的參數(shù)。這有什么意義呢？通常模擬波形的持續(xù)時(shí)間為無(wú)限長(zhǎng)，不需要做分割或加時(shí)間窗。這樣的分類(lèi)在對(duì)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)做比較時(shí)是非常有用的。但為什么在數(shù)字通信中要使用與之不同的指標(biāo)（每比特能量與噪聲功率譜密度之比值）呢？下面給出對(duì)這個(gè)問(wèn)題的解釋。無(wú)量綱比值 0NEb 是數(shù)字通信系統(tǒng)性能的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，PB P0 x0 E b /No 0NEb = ）（ RWNS For Eb /No ? x0 , PB? P0 畢業(yè)設(shè)計(jì) (專(zhuān)業(yè)外文翻譯 ) 3 可以將系統(tǒng)所需的 0NEb 作為比較兩個(gè)通信系統(tǒng)性能優(yōu)劣的量度：在給 定差錯(cuò)概率的條件下，所需的 0NEb 越小，檢測(cè)的準(zhǔn)確性就越高 . 0NEb 作為度量指標(biāo)的原因 初學(xué)數(shù)字通信的讀者可能會(huì)懷疑參數(shù) 0NEb 的有用性。 0N 是噪聲功率譜密度，等于噪聲功率 N 與帶寬 W 之比；又因?yàn)槊勘忍爻掷m(xù)時(shí)間 bT 與比特速率 bR 互為倒數(shù)，可用 bT1 代替 bR ，因此有下列表達(dá)式成立： 0NEb = WNSTb/ = WNRS b// () 以不 sb 為單位的數(shù)據(jù)速率是數(shù)字通信中最常用的指標(biāo)之一，為簡(jiǎn)化描述，本書(shū)將比特速 率 bR 簡(jiǎn)記為 0R 。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，通常用信噪比的歸一化形式 0NEb 作為性能指標(biāo)。運(yùn)用量子力學(xué)已獲知了熱噪聲的統(tǒng)計(jì)特性。采用適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施可以有效的減少甚至消除許多接收器中的噪聲和干擾。第一個(gè)原因是 節(jié)將介紹發(fā)送端、信道和接收端的濾波的影響，非理想的系統(tǒng)傳遞函數(shù)會(huì)引起碼元“拖尾”而產(chǎn)生碼間串?dāng)_（ ISI）。 1 信號(hào)與噪聲 通信系統(tǒng)中差錯(cuò)性能的劣化 檢測(cè)器的目的，是以盡可能少的差錯(cuò)從已經(jīng)產(chǎn)生失真的接收波形中恢復(fù)原信號(hào)流。“外差”（ heterodying）是指一種稱(chēng)為“頻率轉(zhuǎn)換”（ frequency conversion）或“混頻”（ frequency mixing）的信號(hào)處 理過(guò)程，他實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的頻譜搬移。因?yàn)樵跈z測(cè)之前，必須先將帶通信號(hào)轉(zhuǎn)換為基帶信號(hào)。雖然不是所有的通信信道都需要均衡，但由于它是一種補(bǔ)償信道干擾的綜合信號(hào)處理技術(shù)，因此成為許多系統(tǒng)非常重要的組成部分。解調(diào)器（接收濾波器）的目的是消除碼間干擾，恢復(fù)具有大信噪比（ SNR）的基帶信號(hào)。 can also be sampled many times each symbol, this sampling called sampling of part of the code interval. Receiver / equalizer filter in the separation of the receiver filter ? ?fHr and the equalizer ? ?fHe instead of equation (), the transfer function ? ?fHe of the whole system is raised cosine function, denoted as ? ?fHRC , so ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?fHfHfHfHfH erctRC ? () In the real system, can not be fully known channel frequency transfer function ? ?fHc and its impact response ??thc , and thus designed not to crosstalk at any moment have no inter conveyor. Usually selected to match the transmit filter and receive filter, the following expression: ? ? ? ? ? ?fHfHfH rtRC ? () In this way, ? ?fHt and the frequency transfer function ? ?fHr are both the square root of the cosine function (square root raised cosine function). Used to pensate for channel distortion equalizer transfer function is the inverse of the channel transfer function: ? ? ? ? ? ?f1(f)1 cjcce efHHfH ??? () Sometimes deliberately chosen to intersymbol interference in the frequency transfer function (such as Gaussian filter transfer function), the sampling point and its purpose is to improve the bandwidth utilization (using the raised cosine filter). The task of equalization filter is not only pensate for the channel, but also to pensate for the transmit filter and receive filter due to intersymbol interference. 畢業(yè)設(shè)計(jì) (專(zhuān)業(yè)外文翻譯 ) 1 基帶信號(hào)解調(diào)與檢測(cè) 基帶信號(hào)傳輸中的接受波形已經(jīng)是脈沖形式，為什么還需要解調(diào)器來(lái)恢復(fù)脈沖波形呢？原因是到達(dá)的基帶波形不是理想脈沖（每個(gè)碼元只占據(jù)自己的碼元間隔）。 can also be divided into preset style based on their adaptability and adaptive。 the second is attributed to the signal distortion, such as by the intersymbol crosstalk caused by distortion. The following discuss the difference of these two cases. Assume that the need to design the me that the constmunication system, Wubit rate (BER) of NS curve in Figure a practice. Assuructed system, test system performance can be found in Wu bit rate of 0NEb curve is not a theoretical curve, but the dotted line in Figure Because the signal is less bad and noise (interference) to improve the level, causing the sign