PAM 信号的平均功率谱密度

信息处理 离散信号 数字通讯 功率谱密度 随机过程 随机
2022-02-22 15:02:33

我正在阅读 PAM 传输方案以及信号的功率谱密度。假设 PAM 信号的平均功率谱密度为:

Φss(f)=Φaa(ej2πft)|G(f)|2T

(我们认为 PAM 的幅度系数a[k]是一个循环平稳离散随机过程,因此计算 PSD 的平均值)。

在此之后发表了三句话:

  1. 很明显,脉冲的最小带宽g(t)FG(f)必须至少1/T.
  2. PSDΦaa(ej2πfT)离散时间序列的a[k]是周期性的1/T.
  3. 如果G(f)带宽小于1/T整个数据频谱周期不包含在发射信号的 PSD 中。

我不确定我是否完全理解了这些言论。以下是我对上述内容的理解:

  1. 由于我们采用了平均 PSD,因此 PSD 在时间间隔内重复T并且脉冲的带宽是1/T. (我不确定这如何成为最小带宽)。
  2. 离散序列的PSDa[k]是周期性的,因为它是一个循环平稳过程并且在一段时间内变化T.

  3. 如果G(f)带宽会小于1/T,即脉冲的频率高于1/T,数据频谱会相互涂抹,导致 ISI。

请让我知道上述理解是否正确/有效。如果缺少任何内容,请添加/更正。

1个回答

问题一:

如果我们有这样的 PAM 序列:

a[k]=[0,0,0,1,0,1,0,1,0,1,0,0,0],

那么 PAM 信号(波形)必须保持覆盖这些从 0 到 1 到 0 到 1 的快速转换的频率分量。转换的振荡速度(频率)基本上由时间给出T波形中的 PAM 符号之间。

如果G(f)带宽低于1/T,这些快速转换是不可能的。所有可以以该速度振荡的频率分量都被过滤掉了G(f).

这是上述波形的图,它的 PAM 序列a[k]和单脉冲(当a[k]=1) 总结起来创建了波形。

在此处输入图像描述

另一个带有上述波形及其最高频率分量的图。如果虚线余弦振荡更慢,它就不能代表波形了。

在此处输入图像描述

问题2:

最小带宽G(f)是(谁)给的1/T,但它可以更高并且几乎总是更高(参见根升余弦滤波器和滚降因子,它可以让您控制G(f))。但是,PAM 序列的 PSD 仅在1/T,并且由于Nyquist-Shannon 采样定理,此后重复(混叠)。

为什么这很重要?

看下面的图,它显示了 PAM 序列的 PSD(由1/T)、PAM 信号的 PSD 和滤波器|G(f)|2.

不确定功率 y 轴是否正确:/

G(f)过滤PAM序列,结果是PAM信号,但是外面发生了什么1/T?G(f)过滤 PAM 序列的别名部分。

注意:不确定 PSD 的 y 轴是否正确,但我们只对带宽感兴趣。

问题 3:

你是对的!

但是有一些技巧(例如被(根)升余弦滤波器利用),请参阅我的第一个图和单脉冲。它们显然在时间上重叠,但在每个符号 a[k] 处,只有一个脉冲负责波形的所有幅度。与其他符号相关的所有其他脉冲都为零。参见奈奎斯特 ISI 标准