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发射机成型滤波器设计

归档日期:07-07       文本归类:发射机      文章编辑:爱尚语录

  在数字通信中基带信号频谱范围普遍比较宽,然而实际通信中的信道都是带限的,为了让信号能在实际信道上进行传输,需要在发送端将信号经过成形滤波器进行带限,使信号带宽匹配信道带宽。信号带限就会引入码间串扰,会导致接收信号波形失真。但一般情况下,只需要在特定时刻的信号抽样值无失真,并不需要整个信号波形都无失真,而升余弦滤波器刚好就能对基带信号频谱进行带限,并且不影响信号在特定时刻的抽样值。

  成形滤波技术,可以在基带进行,也可以在中频(IF)和射频(RF)实现。由于中频和射频信号的频率较高,难以采用数字处理技术,实现的难度较大且不易实现线性最佳化。因此,成形滤波技术通常都是在基带上完成的。

  1928年,奈奎斯特首先研究了信号传输无失真的条件。后来,人们把它继续向前发展,形成了数字传输系统普遍遵守的三大准则,这就是奈奎斯特准则。奈奎斯特准则指出了数字信号在无噪声线性信道上无失真传输的条件。奈奎斯特第一准则,又叫做无码间干扰准则,极限情况下可以从理想低通滤波器导出。理想低通滤波器在时域上形成的Sa(t)波形具有频带利用率高的优点,在无码间干扰的条件下,可以达到最高的频带利用率(2Baud/Hz)。但是有两个致命的弱点,第一是理想低通滤波器在频域上的陡峭截止特性无法实现,第二是在时域上,Sa(t)波形衰减缓慢,码间干扰严重,以至于收端定时和实现网络的微小误差都可能导致严重的码间干扰。

  最简单的成形滤波器是理想低通滤波器,其基带系统的传输特性可用下面的式子来表示:

  为了克服理想低通滤波器的缺点, R.A.Gibby和J.W.Smiht在1965年证明了若将理想低通滤波器的尖锐截止特性按一定规律滚降,同样可以实现信号的无失真传输。这种滚降特性不仅容易实现,而且其时域响应波形衰减快,因而在接收端对系统定时和实现网络精度的要求较理想低通滤波。

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