码间串扰
码间串扰
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
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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数字通信原理
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数字通信原理
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
数字通信原理
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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数字通信原理
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
数字通信原理
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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数字通信原理
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
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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
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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
减小码间干扰的方法
减小码间干扰的方法减小码间干扰的方法码间干扰是指通信过程中不同码之间相互干扰的现象，可能导致误解或丢失数据。
为了减少码间干扰，有许多方法可以使用。
1.频带隔离频带隔离是一个最基本的方法。
频带隔离是将频段分割为不重叠的子集，并确保在每个子集中使用不同的码或协议。
这样可以保证每个子集之间不发生干扰。
例如，在无线电通信中，使用不同的频率可以防止码间干扰。
2.码带宽控制在通信中，每种码都有特定的带宽。
当许多码同时传输时，可以使用码带宽控制来减小码间干扰。
这个方法包括在传输速率和时隙分配时考虑每种码的带宽。
通过限制每秒传输的码数和在每个时隙中传输码的数量，可以减少并控制码间干扰。
3.冲突检测和纠正冲突检测和纠正是一个常用的方法。
这种技术利用编码算法，使接收器可以检测并纠正传输中出现的误码。
如果接收到无意义或扰乱的码，接收器会自动重新请求该码，或者尝试重新发送信号。
这样可以允许通信在码间干扰的情况下继续进行。
4.加密和解密加密和解密也是一种减少码间干扰的方法。
在通信过程中，数据可以被编码，以生成加密信息，只有那些知道如何解密的人方能阅读这些信息。
由于加密数据被传输，所以即使存在码间干扰，也能保证数据的安全性。
5.协议协议是通信过程中的规则，确保发送方和接收方之间有共同理解。
在通信过程中，协议可以确保不同码之间的干扰最小。
在网络通信中，协议的设计可以减少码间干扰并帮助适应不同的网络条件。
结论：减小码间干扰是一个需要许多方法来实现的复杂问题。
从频带隔离到协议，每种优化方法都可以增强通信的有效性并降低码间干扰。
同时，伴随着技术的进步和研究，不断出现新的方法来减少码间干扰。
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。
码间串扰的概念
码间串扰的概念
码间串扰（Inter-SymbolInterference，简称ISI）是指在数字通信系统中，由于传输路径上存在非理想的信道特性，导致相邻码元之间互相干扰的现象。
这种干扰会导致接收端无法正确地解调接收到的信号，从而影响通信质量。
码间串扰的主要原因是信道的时变性和多径效应。
在数字通信过程中，信号会经过多个传输路径，每条路径的长度、传播速度等都不相同，导致信号在接收端的时间和幅度上发生变化。
这种变化会使得相邻码元之间出现交叉干扰，从而导致码间串扰。
为了降低码间串扰对通信系统的影响，通信工程师通常采用一系列技术手段来进行补偿和抑制。
其中最常用的方法是均衡（Equalization）技术，通过对接收信号进行滤波和加权，使得信号在接收端的波形更加平滑，从而降低码间串扰的影响。
总之，理解码间串扰的概念对于数字通信工程师来说非常重要，只有掌握了这个概念，才能更好地进行数字通信系统的设计、优化和维护。
- 1 -。
04 码间串扰——眼图(补充)
补充材料：信号的眼图当接收信号同时受到码间串扰和噪声的影响时，系统性能的定量分析较为困难，一般可以利用示波器，通过观察接收信号的“眼图”对系统性能进行定性的、可视的估计。
用示波器跨接在待测信号的输出端，调整示波器锯齿波水平扫描周期，使其与接收符号的周期同步，再将接收波形输入示波器的垂直放大器，就可以从显示器上看到眼图。
在传输二进制信号波形时, 示波器显示的图形很像人的眼睛，因此被称为“眼图”。
由眼图可以观察出符号间干扰和噪声的影响，如图1所示：图1 眼图模型最佳抽样时刻应是“眼睛”张开最大的时刻。
当存在噪声时，眼图的线迹会变成比较模糊的带状的线，噪声越大，线条越宽，“眼睛”张开得越小，阴影区的垂直高度表示信号的畸变范围。
图中央抽样时刻的横轴位置对应于最佳判决门限，上下两阴影区的间隔距离之半为噪声的容限, 噪声瞬时值超过它就可能发生错误判决。
眼图斜边的斜率决定了系统对抽样定时误差的灵敏程度：斜率越大，对定时误差越灵敏。
下面以三个BPSK码元为例，给出用Matlab生成的眼图，其中发射端采用sinc成型滤波器。
三个码元的可能组合为8种形式，即[-1 -1 -1 ; -1 -1 1; -1 1 -1 ; -1 1 1; 1 -1 -1; 1 -1 1; 1 1 -1; 1 1 1]。
将8种可能的信号组合形成的时域波形逐一画到同一张图上，即可得到三个符号时的眼图，当信道存在噪声时，接收信号的眼图中也将叠加噪声。
无噪声和有噪声干扰下的眼图如下所示：(a) 无噪声(b)有噪声图2 三个符号时的眼图同理，考虑五个码元周期时，眼图形状如下：(a)无噪声(b)有噪声图3 五个符号时的眼图实际系统中，符号序列的长度是无限的，因此其眼图实际上是更多待定信号波形的叠加。
不同的传输信号幅度将产生不同的眼图，同时眼图还与发端滤波器的时域波形有关。
下图给出了多进制信号的眼图：图4 多进制信号的眼图。
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通信原理讨论课3报告
码间串扰
本次讨论主要弄明白以下问题，什么是码间串扰？码间串扰是如何产生的？无码间串扰的条件？
1、什么是码间串扰
首先来讲一下什么是码间干扰.造成码间干扰的原因有三种（1）无线通信系统中，多径传输效应是引起码间干扰的一个主要因素。
（2）接收时的抽样时刻不能完全对准发送间隔是产生码间干扰的原因之二，即今天主要讲的码间串扰。
（3）噪声
码间干扰的体现形式是什么呢？在时域上体现为接收的信号之间信号相互干扰，而在频域上体现为频道选择性衰落。
接下来我们主要讲一下码间串扰。
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，从而对当前码元的判决造成干扰。
这种现象称为码间串扰。
如下图所示
明确了码间串扰产生的原因，由其可能造成误码，接下来我们就需要讨论无码间串扰的条件，当然我们的讨论都是在没有信道噪声的前提下进行的。
2、无码间串扰的条件
根据前面码间串扰产生的原因可知，如果相邻码元的前一个码元的波形到达后一个码元抽样判决时刻已经衰减到0，就能消除码间串扰。
但是这个在实际操作中却是很难实现这种波形的，但是我们还有一种办法就是只要让拖尾在T0+TS，T0+2TS等后面码元判决时刻上正好为0，就能消除码间串扰。
如图所示
那么如何形成这样的波形，实际上就是如何设计传输特性的问题
假设信道和接受滤波器所造成的延迟T0=0，则无码间串扰的基带系统的单位冲激响应应满足下式子
这里的推导就不详细和大家分享了，推导可得，基带传输应满足的频域条件
这即是奈奎斯特第一准则
其物理意义为：将H(ω)在ω轴上以2 π/Ts 为间隔切开，然后分段沿ω轴平移到(-π/Ts, π/Ts)区间内，将它们进行叠加，其结果应当为一常数（不必一定是Ts ）。
满足无码间串扰的基带传输系统的H(w)并不是唯一的，容易想到的一种，就是理想低通系统。
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>≤=s s
S T T T H πωπωω,0,)(
带宽
若输入数据以RB = 1/Ts 波特的速率进行传输，则在抽样时刻上不存在码间串扰。
若以高于1/Ts 波特的码元速率传送时，将存在码间串扰。
通常将此带宽B 称为奈奎斯特带宽，将RB 称为奈奎斯特速率。
B=1/2 (Hz)S T。