码间串扰
串间串扰与其产生的原因
通信原理第三次讨论课串间串扰与其产生的原因制作人：目录一、数字基带传输系统 (3)二、基带传输系统的码间串扰 (3)三、无码间串扰的基带传输特性 (5)1、奈奎斯特(Nyquist)定理（奈奎斯特第一准则） (6)2、理想低通滤波器基带传输的特征参量 (6)一、数字基带传输系统如图所示一个典型的数字基带信号传输系统模型。
图中：基带码型编码电路的输出是携带着基带传输的典型码型信息的δ脉冲或窄脉冲序列}{a，我们仅仅关注取值：0、1或±1；n发送滤波器又叫信道信号形成网络，它限制发送信号频带，同时将{n a转换为适合信道传输的基带波形；}信道可以是电缆等狭义信道也可以是带调制器的广义信道，信道中的窄带高斯噪声会给传输波形造成随机畸变；接收滤波器的作用是滤除混在接收信号中的带外噪声和由信道引入的噪声，对失真波形进行尽可能的补偿（均衡）；抽样判决器是一个识别电路，它把接收滤波器输出的信号波形)(ty放大、限幅、整形后再加以识别，进一步提高信噪比；码型译码将抽样判决器送出的信号还原成原始信码。
二、基带传输系统的码间串扰数字通信的主要质量指标是传输速率和误码率，二者之间密切相关、互相影响。
当信道一定时，传输速率越高，误码率越大。
如果传输速率一定，那么误码率就成为数字信号传输中最主要的性能指标。
从数字基带信号传输的物理过程看，误码是由接收机抽样判决器错误判决所致，而造成误判的主要原因是码间串扰和信道噪声。
1.定义：由于系统传输特性不良或加性噪声的影响，使信号波形发生畸变，造成收端判决上的困难，因而造成误码，这种现象称为码间串扰。
2．现象：脉冲会被展宽，甚至重迭（串扰）到邻近时隙中去成为干扰。
图(a)示出了}{n a 序列中的单个“1”码，经过发送滤波器后，变成正的升余弦波形见图(b)，此波形经信道传输产生了延迟和失真如图(c)所示，我们看到这个“1”码的拖尾延伸到了下一码元时隙内，并且抽样判决时刻也应向后推移至波形出现最高峰处（设为1t ）。
码间串扰的产生及其消除
但这样的波形也不易实现，因此比较合理的是采用图（b）所示的波 形，虽然其到达(t0+Ts)以前并没有衰减到0，但可以让它在(t0+Ts) (t0+2Ts) 等后面码元的取样判决时刻正好为0。
但考虑实际应用时，定时判决时刻不一定非常准确，如果像图（b ）这样的 h(t)尾巴拖得太长，当判决时刻略有偏差时，任一个码 元都会对后面的多个码元产生串扰，或者说任一个码元都要受到前 面几个码元的串扰。因此，除了要求h(t)在(t0+T)、(t0+2t)等时 刻的值为0以外，还要求h(t)适当衰减快一些，即尾巴不要拖得太 长。这就是消除码间串扰的基本思想。
三、消除码间串扰的基本思想
r (kTs t0 ) ak h(t0 ) an h (k n)Ts t0 nR (kTs t0 )
nk
由上式可知，若想消除码间串扰，应使
a h(k n)T
n k n
s
t0 0
由于an是随机的，要想通过各项相互抵消使码间串扰为0是 不行的。从码间串扰各项影响来说，当然前一码元的影响最 大，因此，最好让前一个码元的波形在到达后一个码元抽样 判决时刻已衰减到0，如图（a）所示的波形。
r (kTs t0 ) ak h(t0 ) an h (k n)Ts t0 nR (kTs t0 )
nk
式中，第一项ak h(t0)是第k个接收码元波形的抽样值， 它是确定ak 的依据；第二项（项）是除第k个码元以外 的其它码元波形在第k个抽样时刻上的总和（代数和）， 它对当前码元ak的判决起着干扰的作用，所以称之为码 间串扰值。
一、码间串扰的产生
1、码间串扰的定义 码间串扰是由于系统传输总特性不理想，导致前后码元的波形 畸变、展宽，并使前面波形出现很长的拖尾，蔓延到当前码元的抽 样时刻上，从而对当前码元的判决造成干扰。
码间串扰的产生及其消除
r (kTs t0 ) ak h(t0 ) an h (k n)Ts t0 nR (kTs t0 )
nk
式中，第一项ak h(t0)是第k个接收码元波形的抽样值， 它是确定ak 的依据；第二项（项）是除第k个码元以外 的其它码元波形在第k个抽样时刻上的总和（代数和）， 它对当前码元ak的判决起着干扰的作用，所以称之为码 间串扰值。
n
a
n
g T (t nTs )
式中 gT (t) － 发送滤波器的冲激响应 设发送滤波器的传输特性为GT () ，则有 总传输特性
1 g T (t ) 2
GT ( )e jt d
再设信道的传输特性为C()，接收滤波器的传输
特性为GR () ，则基带传输系统的总传输特性为
H ( ) GT ( )C( )GR ( )
其单位冲激响应为
1 h(t ) 2
Hale Waihona Puke H ( )e jt d
接收滤波器输出信号
r (t ) d (t ) h(t ) nR (t )
n
a h(t nT ) n
n S
R
(t )
式中，nR(t)是加性噪声n(t)经过接收滤波器后输出的噪 声。 为了确定第k个码元 ak 的取值，首先应在t = kTs + t0 时刻上对r(t)进行抽样，以确定r(t)在该样点上的值。 由上式得
当输入的二进制码元序列为1110时，经过实际信道以后，信号将有 延迟和失真，在不考虑噪声影响下，接收滤波器输出端得到的波形 如图(c）所示，第一个码元的最大值出现在t0时刻，而且波形拖得 宽，这个时候对这个码元的抽样判决时刻应选择在t=t0时刻。依次 类推，我们将在3T+t0时刻对第四个码元0进行判决。可从图中可以 看到：在t=3T+t0 时刻，第一码元、第二码元、第三码元等的值还 没有消失，这样势必影响第四个码元的判决。即接收端接收到的前 三个码元的波形串到第四个码元抽样判决的时刻，影响第四个码元 的抽样判决。这种影响就叫做码间串扰。
基带传输系统中码间串扰产生的原因
基带传输系统中码间串扰产生的原因引言：基带传输系统是一种将数字信号直接传输到传输介质上的通信系统。
在基带传输过程中，码间串扰是一种常见的干扰现象。
本文将探讨码间串扰产生的原因，并对其影响和解决方法进行分析。
一、码间串扰的定义和影响码间串扰是指在基带传输系统中，由于信号之间存在相互干扰，导致接收端无法正确解码的现象。
码间串扰会导致接收信号的错误和失真，影响通信系统的可靠性和性能。
二、码间串扰产生的原因1. 信号传输路径干扰：当多个信号在传输路径上同时存在时，它们之间会相互干扰，产生码间串扰。
例如，在同一传输介质上同时传输多个信号时，它们之间的相互作用会导致码间串扰。
2. 传输介质特性差异：不同传输介质对信号的传输特性有所差异，如传输速度、传输延迟等。
当多个信号同时传输在不同的介质上时，由于介质特性的差异，会产生码间串扰。
3. 邻近信号干扰：当多个信号在时间上或频率上非常接近时，它们之间会相互干扰，产生码间串扰。
例如，在频分多路复用系统中，多个信号被调制到不同的频率上进行传输，但相邻频率之间会产生串扰。
4. 信号功率差异：当多个信号的功率差异较大时，功率较大的信号会对功率较小的信号产生干扰，导致码间串扰。
这种干扰主要发生在采用非线性调制方式的系统中。
5. 时钟抖动：时钟抖动是指时钟信号的不稳定性，会导致码间串扰。
当时钟信号抖动较大时，信号传输的时序会出现偏差，从而引起码间串扰。
三、码间串扰的影响码间串扰会对基带传输系统的性能产生负面影响，主要表现在以下几个方面：1. 误码率增加：码间串扰会导致接收信号的错误和失真，增加系统的误码率。
当误码率过高时，会影响通信系统的可靠性和传输质量。
2. 传输距离受限：码间串扰会限制基带传输系统的传输距离，使信号传输的距离受到限制。
这是因为码间串扰会随着传输距离的增加而增强，导致信号的质量下降。
3. 频带利用率下降：码间串扰会占用信号的频带资源，降低频带利用率。
这是因为码间串扰会使接收信号的频谱发生变化，增加了信号之间的重叠，从而降低了频带利用率。
基带传输中码间干扰的消除
h
t0
iTs
Ts 2
0h1,,ii00,,11
满足奈奎斯特第二准则的时域响应，在t0±TS/2处 对t0偶对称，在t0±3TS/2， t0±5TS/2….各点取值 为0
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数字通信原理
奈奎斯特第二准则
h
t0
iTs
Ts 2
0h1,,ii00,,11
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4.4 基带传输中码间干扰的消除
1 造成码间干扰的原因
2 奈奎斯特第一准则 3 奈奎斯特第二准则
4 奈奎斯特第三准则
5
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部分响应技术
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奈奎斯特第一准则
消除码间串扰的条件 抽样点无失真的充要条件 奈奎斯特第一准则的推广 具有理想低通滤波器特性的基带系统 滚降及升余弦特性
,
i
0,1
2
0,i 0,1
满足奈奎斯特 第二准则
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推广
凡时域响应在(-Ts,Ts)以外恒为0，且对t=0偶对称的滤波器，一定同时满足 奈奎斯特第一、第二准则。
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4.4 基带传输中码间干扰的消除
1 造成码间干扰的原因
2 奈奎斯特第一准则 3 奈奎斯特第二准则
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抽样点无失真的充要条件
当该式之和一致收敛时，有：
由傅氏级数可知，若F（）是周期为2/Ts的 频谱函数，则可得
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抽样点无失真的充要条件
h（kTs）实际上是
的指数型富氏级数的系数。因而有：
自考通信原理--名词解释
码距：把两个码组中对应位上数字不同的位数称为码组的距离，简称码距码间串扰：是由于系统传输总特性的非理想。
导致到当前码元的波形畸变、展宽，并使前面的波形出现很长的拖尾蔓延到当前码元的抽样时刻，从而对当前码元的判决造成干扰。
窄带随机过程：如果随机过程的频谱密度集中在中心频率F附近相对窄的频率范围，即满足，则称为窄带随机过程。
群同步：又称帧同步，是指在接收端产生与每“帧”、每“组”起止时刻相一致的同步时钟序列，以便对接收码元进行正确分组。
调制信道：指发送端调制器输出端至接收端调制器输入端之间的部分，是用来研究调制与解调问题的，属于广义信道。
编码信道：指发送端调制器输出端至接收端调制器输入端之间的部分，是用来研究调制与解调问题的，属于广义信道。
信道：是一种物理媒介，用来将来自发送设备的信号传送到接收端。
信道容量：是指信道能够传输的最大平均信息速率。
数字基带传输系统：不经载波调制而直接传输数字基带信号的系统称为数字基带传输系统。
最佳基带传输系统：将消除了码间串扰并且误码率最小的基带传输系统称为最佳基带传输系统。
数字带通传输系统：把包括调制和解调过程的数字传输系统称为数字带通传输系统。
数字基带信号：未经调制的数字信号所占据的频谱是从零频或很低频率开始的。
最佳接收机：指在差错概率最小准则下得到的最佳接收系统。
量化噪声：量化输出电平和量化前的抽样值一般不同，两者之间存在误差，这个误差称为量化噪声。
能量信号：若一个信号的能量E是一个正的有限值，则称此信号位能量信号。
差分相移键控：为克服绝对相移键控的相位模糊，差分相移键控就是利用前后相邻码元的载波相对相位变化传递数字信息。
相对移相键控：是利用前后相邻码元的载波相对相位变化来传递数字信息，而其频率和幅度保持不变。
角度调制：指高频载波的频率或相位按照基带信号的规律而变化的一种调制方式，是一种非线性调制，已调信号的频谱不再保持原理基带频谱的结构。
数字调制：是指用数字基带信号控制载波的某些参数，将数字基带信号变化为数字带通信号的过程。
通信原理——数字基带传输系统3
s s
系统带宽：
1 B 2Ts
华北水利水电学院信息工程系 王玲
无码间串扰的基带传输特性
冲激响应波形：
h(t)
-4T s
-3Ts -2Ts
-Ts
0
Ts
2Ts 3Ts
4T s
华北水利水电学院信息工程系 王玲
无码间串扰的基带传输特性
因而，通过分析，可以得到以下结论： (1)对于理想低通系统，若Tb=mTs，m∈N，则可实 现无码间干扰传输，则传码率RB=1/Tb=1/(mTs) ； (2)理想低通系统最大频带利用率为：
基带传输系统的抗噪声性能
二进制双极性基带系统 接收滤波器的输出是一混合波形，即 x(t)=s(t)+nR(t) s(t)：数字基带信号； nR(t) ：接收滤波器输出端噪声。 为了得到第k个码元，选取抽样时刻t=kTs，则抽样值：
1 ’ 时 A nR ( kTs ) 发 送 ‘ x( kTs ) 0’ 时 A nR ( kTs ) 发 送 ‘
s
0 (b)
1s 2T 4W1
t
华北水利水电学院信息工程系 王玲
无码间串扰的基带传输特性
滚降系统无码间串扰的传码率＝与之等效的理想低 通系统的无码间串扰的传码率；理想低通系统的截止 频率为滚降系统传输函数衰减到其最大值一半时对应 的频率点。
码元传输速率：RBMAX=1/Ts 频带利用率：ηmax＝RBmax/B=2/(1+α) 当 α ＝ 0 ，为理想低通特性，此时频带利用率最大， 2Bd/Hz； 当 α ＝ 1 ，称为升余弦特性，此时频带利用率最小， 1Bd/Hz。
t0 ＋ 2Ts
t
无码间串扰的基带传输特性
码间串扰的概念及影响
码间串扰的概念及影响码间串扰是指在数字通信中，由于信号受到不同码间干扰的影响而导致接收端无法准确解码的现象。
在数字通信中，数据通常以数字信号的形式进行传输，不同的数据会使用不同的编码方式进行传输，而不同的编码方式之间存在着一定的干扰关系。
首先，我们来了解一下数字通信中常见的一些编码方式。
在数字通信中，常见的编码方式包括曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码、脉码调制（PCM）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）等。
这些编码方式在传输数据时，会根据特定的规则将数据转换成数字信号，然后通过信道传输到接收端。
然而，当不同的编码方式同时使用同一个信道进行传输时，就会出现码间串扰的问题。
码间串扰的影响主要表现在两个方面：一是信号接收的准确性受到影响，二是数据误码率增加。
首先，码间串扰会导致信号接收的准确性受到影响。
在数字通信中，接收端需要根据接收到的数字信号来解码出原始的数据。
然而，当不同编码方式的信号同时传输在同一个信道中时，它们之间就会相互干扰，导致接收端无法准确解码。
这会导致接收端接收到的信号与原始信号之间存在一定的误差，从而影响了数据的准确性和完整性。
其次，码间串扰还会导致数据误码率增加。
数据误码率是指在传输过程中，接收端接收到的错误比特的比例。
当信号受到码间串扰的影响时，就会导致接收端接收到的信号中包含了一定比例的错误比特，从而增加了数据的误码率。
这会导致传输数据的可靠性下降，进而影响了通信系统的性能。
在实际的通信系统中，码间串扰是一个普遍存在的问题。
当不同的设备或系统同时使用同一个信道进行通信时，就会出现码间串扰的情况。
为了减小码间串扰的影响，可以采取一些对策来进行处理。
首先，可以采取信道隔离的措施。
通过在系统设计中合理安排不同设备或系统的信道使用频段，可以有效避免不同信号之间的干扰，从而减小码间串扰的影响。
其次，可以采用误码纠正技术。
在接收端可以对接收到的信号进行纠错处理，以减小码间串扰引起的误码率增加的影响。
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1，信号的传输衰减随时间而变化；2，信号的传输时延随时间而变；3，信号通过几条路径到达接收端，而且每条路径的长度（时延）和衰减随时间而变化，即存在多径传播现象。多径传播对信号的影响称为多径效应。
2，多径效应的衰落和频率有关，称之为频率选择性衰落。
3，多径效应会使数字信号的码间串扰增大。
4，信道容量：
（2）信道编码与译码：信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力。
（5）同步：同步是使收发两端的信号在时间上保持一致，是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件。按照同步的功能不同，分为载波同步、位同步、群（帧）同步和网同步。
2，数字通信系统的有效性可以用传输速率和频带利用率来衡量。
3，数字通信系统的可靠性可以用差错率来衡量。
解调制度增益G=S。/N0＝S1/N1
6，频分复用是一种按频率来划分信道的复用方式。在FDM中，信道的带宽被分为多个互不重叠的频段，每路信号占据其中一个子通道，并且在各路之间必须留有未被使用的频带进行分割，以防止信号重叠。在接受端，采用适当的带通滤波器将多路信号分开，从而恢复出所需要的信号
码间串扰：所谓码间串扰是由于系统传输总特性不理想，导致前后码元的波形畸变、展宽，并使前面波形出现很长的拖尾，蔓延到当前码元的抽样时刻上，从而对当前码元的判决造成干扰。
第一章
1，数字通信系统：（1）信源编码与译码，（2）信道编码与译码，（3）加密与解密，（4）数字调解与解调，（5）同步。
（1）信源编码与译码，信源编码有两个基本功能：一是提高信息传输的有效性，二是完成模/数（A/D）转换。信源译码是信源编码的逆过程。
香农公式：
第五章
1，线性调制：AMDSB SSB VSB
SAM(t)包含载波输出无载波
解调：相干解调或包络检波相干解调
AM设备简单，利用率低，抗干扰能力差。
DSB利用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ高，设备较复杂。
SSB利用率高，抗干扰能力高，发送和接收设备都复杂。
2，模拟调制方式，最重要、常用是以正弦波作为载波的幅度调制（线性调制）和角度调制。
4，误码率：是指错误接受码元数在传输的总码元数中所占的比例。
第三章
1，均值与t无关，为常数a；2，自相关函数只与时间间隔t2-t1有关，同时满足1，2的过程定义为广义平稳随机过程。
白噪声：噪声的功率密度在所有频率上均为一常数。
高斯白噪声：白噪声的取值的概率服从高斯分布。
通常，带通滤波器的b《fc，因此也称窄带滤波器，相应的把带通白噪声称为窄带白噪声。
3，输出信噪比不是按比例随着输入信噪比下降，而是急剧恶化，通常把这种现象称为解调器的门限效应。
4，DSB、SSB、和VSB均是抑制载波的已调信号，其包络不直接表示调制信号。若插入很强的载波，使之成为或近似为AM信号，则可利用包络检波器恢复调制信号，这种方法称为插入载波包络检波法。
5，模拟通信系统的主要质量指标是解调器的输出信噪比，输出信噪比与调制方式和解调方式密切相关，输出信噪比S。/N0=解调器输出有用信号的平均功率/解调器输出噪声的平均功率。放映了解调器的抗噪声能力，显然越大越好。