信号速率与带宽的关系,更具体,无码间串扰传输10GBaud PAM4信号最少需要多大带宽?需要多高采样率?

答案是,需要5GHz多一点点的带宽,10GSa/s多一点的采样率。

根据奈奎斯特第一准则,一个实际的H(w)特性若能等效成一个理想(矩形)低通滤波器,则可实现无码间串扰,如果H(w)对w=pi/TB呈奇对称,则H(w)具有等效理想低通特性。

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 从下图可以看出,信号是以RB=1/TB速率传输的,但是在pi/TB这个带宽点满足理想低通传输特性,带宽B=pi/TB/(2pi)=1/2TB,是不存在码间串扰的,如果高于1/TB波特的码元速率传输,将存在码间串扰。此时,基带系统能提供的最高频带利用率是RB/B=2 (Baud/Hz)

理想低通传输特性的带宽1/2TB就是奈奎斯特带宽,记为fN,奈奎斯特速率就是2fN波特

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 但是,这个2只是理想情况,如果抽样稍有偏差,就会出现严重的码间串扰,对于物理可实现的等效理想低通特性需要RRC。

        对于实数PAM4信号而言,信号的频谱是下图这样的,还不是奇对称的图,经过RRC之后,传输函数H(w)以奈奎斯特带宽fN为中心,按奇对称条件进行滚降。

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alpha是滚降系数,alpha=fN/fdelta,滚降系数越大,对定时精度要求越低,但是带宽会增大,B=fN+fdelta=(1+alpha)fN,频带利用率降低。

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  更具体一点,对于10GBaud的PAM4信号而言,fN=5GHz,若希望占用较小带宽,则可以将alpha取很小,比如0.1,需要带宽就是B=(1+0.1)*5=5.1GHz,就是5GHz多一点点,需要采样率就是5.1*2=10.2GSa/s

 

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