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年第期通信与广播电视
数字传输系统中的滤波器及其实现方法
了,, 王文军’
摘要
本文敏逮了敷字传输系统中发送和接收滤波器的一般原理及其作用,介绍用
实现这些滤波器的两种方法。
关■谓墼兰篮煎堡塾余弦滚降时域均衡滤波
熬髟手艟假嚣一、概述.

在数字传输系统中,一系列基带波形变换成发送波形后梭送入信道,信号经信道传输,一
方面要受到信道特性的影响,使信号产生畸变,另一方面信号梭信道中的加性噪声所叠加,造
成信号的随机畸变一个数字传输过程可以用圈的模型来概括。
匪亟匝互亟
圉敷字传辅系统框图
若直接采用矩形脉冲信号作为传输码型,由于这些信号在频域内是无穷延伸的,而实际
信道的通带是有限的,则传输系统接收蛸所得到的信号频谱必定与发送蛸不同,这就会使接
收蛸数字信号产生失真。因此在数字传输系统中滤波器是不可缺少的,滤波器的一个作用是
使基带信号频谱成形,倒如为了满足奈奎斯特第一准则,基带波形通常采用升余弦滚癖形状。
滤波器的另一重要作用是在接收蛸抑制臼噪声,将信号频带外的噪声滤掉,碱小对信号正确
判决的影响。图中的发送滤波器和接收滤波器的目的是最大限度地减少码同干扰和随机噪
声的影响,使传输系统获得足够小的误码率。下面首先从抗码同干扰角度来研究基带传输特
性,再研究噪声对基带传输特性的影响及系统最佳化问题,最后介绍抑制这些干扰和噪声的
滤波器设计步骤及方法.
二、无码间干扰的基带传输系统
任意一个采用线性调制的频带传输系统总是可以由一个等效的基带传输系统所替代,不
失一般性,图可抽象为圈的分析模型
圉基带传输特性的分析模型
· 作者幕举公司卫星通信事业部助理工程师
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图中∞∞· ∞· ∞∞
输入基带信号为—,。为码元周期。设系统叫的冲激响应为,
则系统的输出基带信号为。,式中

一—叫
所谓无码间干扰,即对在时刻。抽样,应有下式成立
::他整数
根据、两式可证明无码间干扰的基带传输特性应满足下式,
譬,≤考
∞‘
,
从实际滤波器的实现和对位定时要求等方面考虑,采用具有升余弦滚降特性的传输系统最适
合,它满足、两式,按余弦滚降的理想低通的频率特性可表示成
一一手。≤≤
∞,≤∞
,
相应的冲激响应即接收波形为

: . 。㈨
滚降系数,其大小由数字传输频带和对性能要求来确定。
当信号码元宽度为秒时,其传送频率为,若以间隔秒或/ 传送
脉冲就不会发生码问干扰。当信号速率与频谱这样相适应时,就符合了奈奎斯特第一准则,即
信号经传输后整个波形发生了变化,但其特定点抽样值保持不变,可准确无误地恢复原始信
码
假设传输信道是理想信道,即不存在噪声,则,根据式有:
∞∞· ∞
可证明,满足下式的设计为最佳分配的设计
叫一∞一.,
这时系统有最小的错误概率, 满足余弦滚降特性,系统结构见图
兰竺至叵王三三至
圜理想信道最佳基带系统结构
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三、基带传输系统最佳化
最佳系统是码问干扰被消除,抗噪声性能最理想误码率最小的系统,以上讨论了无
码间