- 符号间干扰与奈奎斯特准则
- NRZ信号的频谱不满足限带传输的要求
- 假设幅度序列
零均值、不相关、方差为1,则PAM信号的功率谱密度是
,它的旁瓣衰减太慢,不能用于频带受限的场合。
- 考虑通过滤波器来限制带宽,经过一个Butterworth滤波器,带宽被有效限制了,但矩形脉冲被严重展宽。信号理论:频域窄则时域宽,频域受限则时域无限。原本不交叠的信号之间产生了混叠,形成了相互之间的干扰。
- 假设幅度序列
- 基带PAM传输系统模型
- 1、发送滤波器的输入:
- 2、送入信道的发送信号:
,发送滤波器
- 3、到达接收端的接收信号:
,
是
与
的卷积,发送滤波器与信道
- 4、接收滤波器输出的信号:
是
与
的卷积,
是
与
的卷积。接收滤波器。
- 1、发送滤波器的输入:
- 不考虑噪声时,接收滤波器输出的信号是
- 其中的
是系统的总的冲激响应,其傅氏变换
是总的传递函数
- 对于第
个符号
,我们在时刻
采样,用这个采样值来推测
的值。不防假设
,则采样值是:
- 简化,令
- 如果符号之间无干扰,则
只与
有关,与其他发送符号
无关,
- 符号之间有干扰的意思是
不仅与
有关,还包含了其他发送符号
- 如果要消除ISI,需要
恒为零,要求其中的每个
在
时都为零.即时域条件
,即
,即
,注意
可以是任意非零常数,取1是为了方便。
- 上述是从时域角度分析,从频域角度分析,定理(奈奎斯特准则)能使
满足
的充分必要条件是
的傅氏变换
满足:
- 证明:
- 令
- 其中
是
的周期函数,周期是
。
- 令
- 证明2:
等价代换
- 证明:
- 物理意义是:在
轴上以
(即符号速率
)为周期将
叠加,若在
内,其叠加后的结果为一常数。
- 其中的
- 系统设计如果符号奈奎斯特准则,则采样点为ISI
- 是否有ISI,在时域要看总体冲激响应
按符号间隔
采样后是否只有一处为零。在频域要看总体传递函数
以符号速率
周期搬移后能否叠成直线。
-
,非零值可以不是1,采样时刻可以是
-
叠成直线即可,可以不是
,此式是
的周期函数,可以只看一个周期内
- Nyquist准则的讨论1
-
以符号速率
周期搬移后能否叠成直线。设
的带宽是
- 情况1:
- 当带宽小于符号速率的一半,或者符号速率超过2倍带宽时,系统一定存在ISI,总有填不满的空隙
- 情况2:
- 当符号速率等于2倍带宽时,无ISI的唯一情况是:
是带宽为
的矩形,称次情况为奈奎斯特极限
- 情况3:
- 当符号速率小于2倍带宽时,无ISI的
可以有很多种。与奈奎斯特极限相比,要多花费一些带宽。
的下降部分有互补对称性,就能叠成直线。
- 情况1:
-
-
-
内奎斯特极限
- 系统带宽:
奈奎斯特带宽
- 符号速率:
奈奎斯特速率
- 符号周期:
奈奎斯特间隔
- 频带利用率:
奈奎斯特频谱效率
- 系统带宽:
网友评论