码间串扰

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基带传输系统的数学模型如图所示。图中,image:bk063762w-1.gif表示发送滤波器的传递函数,C(ω)表示基带传输系统信道的传递函数,image:bk063762w-2.gif表示接收滤波器的传递函数。为方便起见,假定输入基带信号的基本脉冲为单位冲激image: bk063762w-3.gif,这样由输入符号序列image: bk063762w-7.gif决定的发送滤波器输入信号可以表示为image: bk063762w-5.gif

image: bk063762w-6.gif

其中image:bk063762w-7.gifimage:bk063762w-4.gif的第 k个码元,对于二进制数字信号,image:bk063762w-7.gif的取值为 0 、 1 (单极性信号)或 -1 、 +1 (双极性信号)。

定义 H(ω)表示从发送滤波器至接收滤波器总的传输特性,即image: bk063762w-8.gif 可得抽样判决器的输入信号为image: bk063762w-9.gif

式中,h(t)是H(ω)的傅氏反变换,为系统的冲激响应,可表示为

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image: bk063762w-11.gif是加性噪声 n(t)通过接收滤波器image: bk063762w-2.gif 后所产生的输出噪声。    抽样判决器对 y(t)进行抽样判决,以确定所传输的数字信息序列image: bk063762w-4.gif 。为了判定其中第 j个码元image: bk063762w-12.gif的值,应在image: bk063762w-13.gif 瞬间对 y(t)抽样。这里image: bk063762w-14.gif是传输时延,通常取决于系统的传输函数H(ω)。显然,此抽样值为

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式中,右边第一项image: bk063762w-17.gif是第j个接收基本波形在抽样瞬间image: bk063762w-13.gif所取得的值,它是确定image: bk063762w-12.gif信息的依据;第二项image: bk063762w-18.gif是除第j个以外的其它所有接收基本波形在image: bk063762w-13.gif瞬间所取值的总和,它对当前码元image: bk063762w-12.gif的判决起着干扰的作用,称之为码间串扰值。这种因信道频率特性不理想引起波形畸变,从而导致实际抽样判决值是本码元脉冲波形的值与其它所有脉冲波形拖尾的叠加,并在接收端造成判决困难的现象叫码间串扰(或码间干扰)。由于image: bk063762w-12.gif是随机的,所以码间串扰值一般是一个随机变量;第三项image: bk063762w-19.gif是输出噪声在抽样瞬间的值,显然它是一个随机干扰。

由于随机性的码间串扰和噪声的存在,使抽样判决电路在判决时可能判对,也可能判错。例如,假设image: bk063762w-12.gif的可能取值为0 与1,判决电路的判决门限为image: bk063762w-20.gif,则这时的判决规则为:若image: bk063762w-21.gif成立,则判image: bk063762w-12.gif为 1 ;反之则判image: bk063762w-12.gif为 0 。显然,只有当码间干扰和随机干扰很小时,才能保证上述判决的正确;当干扰及噪声严重时,则判错的可能性就很大。

由此可见,为使基带脉冲传输获得足够小的误码率,必须最大限度的减小码间串扰和随机噪声的影响。这也是研究基带脉冲传输的基本出发点。

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