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本节目录

一、通信系统模型中的信源编码
1、脉冲成形
2、基带滤波器

本节内容
一、通信系统模型中的信源编码
基带信号的发送指的是脉冲成形，基带信号的接收指的是采样判决，在通信系统模型中的位置如下：

数字信号要在信道中传输，必须在发射机的基带部分进行脉冲成形，将数字信号转换成脉冲信号；脉冲信号到达接收机后，在基带部分进行采样判决，将数字信号恢复出来。
1、脉冲成形
脉冲波形中经典之一就是矩形脉冲。数字信号00010110，其中0表示为正脉冲，1表示为负脉冲。发射机中脉冲成形发送矩形脉冲。

接收机中采样判决，采样时刻的信号电平为正，判决结果为0；信号电平为负，判决结果为1。

如果要实现无失真传输，要求矩形脉冲信号必须无失真地从发送端通过信道传输到接收端。实际上要做到无失真传输是不可能的，因为矩形脉冲信号的频谱带宽是无限的，而信道带宽总是有限的。从其傅里叶变换可以看出：

带宽无限的信号通过带宽有限的信道进行传输时会发生失真，严重时可能导致采样判决出错，无法正确恢复出数字信号。
若将矩形脉冲换成sinc脉冲信号，根据其傅里叶变换为矩形有限频谱，经过带宽有限的信道进行传输时不会出现失真。

2、基带滤波器
将单位冲激信号输入理想低通滤波器，即可得到sinc脉冲信号。

如果理想低通滤波器带宽为B，sinc脉冲信号发送间隔取1/（2B），即码元传输速率RB=2B，就可以实现无码间串扰。

采用理想低通滤波器，对单位冲激信号进行滤波得到的sinc脉冲信号，拖尾振荡幅度比较大、衰减速度比较慢，当定时出现偏差时，码间串扰会比较大。在实际的系统总是存在一定的定时误差，所以脉冲成形一般不采用理想低通滤波器，而是采用升余弦滚降滤波器，这种滤波器拖尾振幅小、衰减快，对于减小码间串扰和降低对定时的要求都有利。
升余弦滚降滤波器的频率响应及其曲线为：

其中α是升余弦滚降滤波器的一个很重要的参数，叫滚降系数。当α=0时，升余弦滚降滤波器的频率响应和单位冲激响应如图所示。这种情况下升余弦滚降滤波器就是一个带宽为B的理想低通滤波器。

当α=0.5时，升余弦滚降滤波器的频率响应和单位冲激响应如图所示，滤波器的带宽为(1+α)B=1.5B。

当α=1 时，升余弦滚降滤波器的频率响应和单位冲激响应如图所示，滤波器的带宽为(1+α)B=2B。

采用升余弦滚降滤波器进行脉冲成形时，要实现无码间串扰，一个脉冲信号的幅度达到最大时其他脉冲信号的幅度刚好为零，脉冲信号之间的时间间隔必须为1/2B，意味着码元速率RB=2B。