码间串扰的产生及其消除
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
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。
传输信号串扰问题及抑制技术解决办法
传输信号串扰问题及抑制技术解决办法1. 引言传输信号串扰是指在数据传输过程中，信号之间相互干扰，导致接收到的信号失真或降低传输质量的现象。
传输信号串扰是电子通信领域中常见的问题，特别是在高速、高密度通信系统中更为突出。
本文将探讨传输信号串扰问题的根源和影响，并介绍几种常见的抑制技术解决办法。
2. 传输信号串扰根源及影响传输信号串扰可以由多种因素引起，例如电磁辐射、电磁感应、电容耦合和电感耦合等。
这些因素产生的信号串扰会导致以下几个方面的影响：2.1 降低信号质量：信号串扰会导致接收端的信号失真，从而降低信号质量。
这会对数据传输的准确性和可靠性产生不利影响，尤其是在高速数据传输场景下。
2.2 增加误码率：信号串扰会引起误码率的上升，从而增加数据传输过程中的错误。
这会降低传输效率，增加重传次数，影响系统性能。
2.3 限制传输距离：串扰会随着传输距离的增加而增加，当串扰达到一定程度时，会限制信号的传输距离，从而限制了通信系统的覆盖范围。
3. 传输信号串扰抑制技术解决办法为了解决传输信号串扰问题，通信领域提出了一系列抑制技术解决办法。
下面介绍几种常见的技术：3.1 屏蔽技术屏蔽技术是通过使用屏蔽材料将传输信号线与外界环境隔开，减少信号和干扰源之间的电磁耦合。
常见的屏蔽材料包括金属网、金属箔、金属管等。
屏蔽技术可以有效地抑制电磁辐射和电磁感应引起的信号串扰。
3.2 差分传输技术差分传输技术是一种基于信号差分传输原理的抑制技术。
它通过同时传输正负两个平衡的差分信号，从而抵消共模干扰，减少信号串扰。
差分传输技术在高速差分信号传输中具有较好的抑制效果，并广泛应用于数据通信、视频传输等领域。
3.3 信号隔离技术信号隔离技术是通过在信号传输线路之间引入隔离器件，将不同信号之间的电流路径完全隔离开来，从而防止信号干扰和串扰。
常见的信号隔离技术包括光电隔离器、变压器隔离器等。
信号隔离技术可以减少信号之间的电容和电感耦合，有效降低串扰风险。
码间串扰的产生及消除
码间串扰的产生及消除姓名：郭耀华学号：120104030030 班级：通信工程1班一、什么是码间串扰所谓码间串扰，就是数字基带信号通过基带传输系统时，由于系统（主要是信道）传输特性不理想，或者由于信道中加性噪声的影响，使收端脉冲展宽，延伸到邻近码元中去，从而造成对邻近码元的干扰，我们将这种现象称为码间串扰。
1 0 1 1二、码间串扰如何产生直方脉冲的波形在时域内比较尖锐，因而在频域内占用的带宽是无限的。
如果让这个脉冲经过一个低通滤波器，即让它的频率变窄，那么它在时域内就一定会变宽。
因为脉冲是一个序列，这样相邻的脉冲间就会相互干扰。
信道总是带限的，带限信道对通过的的脉冲波形进行拓展。
当信道带宽远大于脉冲带宽时，脉冲的拓展很小，当信道带宽接近于信号的带宽时，拓展将会超过一个码元周期，造成信号脉冲的重叠，称为码间串扰。
三、码间串扰的分析数字基带信号的传输模型如图所示一般都认为码型变换的输入为双极性码{an}接着对{an}进行理想抽样，变成二进制冲击脉冲序列d(t)，然后送入发送滤波器以新城所需的波形，即：t0 Tb2Tb3Tb3Tb+ta1 a2a3 a4t1 1 1 0各码 元 波（图）码间串扰对误码的影响基带传输系统模型单极性 矩形脉冲双极性理想抽样二进制冲激序列信道信号形成器设发送滤波器传输函数为GT(w)，则基带传输系统的总传输特性为该系统对应的单位冲激相应为则在d(t)的作用下，接收滤波器输出信号y(t)可表示为nR(t)是加性噪声n(t)经过接收滤波器后输出的窄带噪声。
抽要型号判决对y(t)进行抽样判决。
设对第k 个码元进行抽样判决，抽样判决时刻应在收到第k 个码元的最大值时刻，设此时刻kTs+t0(t0是信道和接收滤波器所造成的延迟)，把t=kTs+t0带入①第k 个码元本身产生的所需抽样值①②③②除第k 个码元以外的其他码元产生的不需要的串扰值，称为码间串扰。
③第k 个码元抽样判决时刻噪声的瞬时值，是一个随机变量，也影响第k 个码元的正确判决。
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。
通信原理5.2数字基带传输中的码间串扰和噪声
段长为1/Tb，则上式可写成
频域推导
h(kTb )
m
(2m1) 2Tb H ( f )e j 2 fkTb df
(2m1) 2Tb
h(kTb )
m
1 2Tb H ( f
1 2Tb
m
Tb )e j2 fkTb df
1 2Tb 1 2Tb m
H ( f m Tb )e j2 fkTb df
m
奈奎斯特第一准则
H(
f
m / Tb )
的物理含义
m
将H (f )在频率轴上以1/T b为周期展开并
叠加，如果叠加后的结果为常数（不必
一定为T b），则无码间串扰，否则就有
码间串扰。
上式没有任何条件限制，说明在整个频 率轴上叠加后的结果均为常数，但事实
上我们只需检验在f f b /2范围内是否满
/
2)(1 cos(2
fTb
/
2))
f 1/ Tb
0
f 1/ Tb
h(t) sin t / Tb • cos t / Tb t / Tb 1 4t 2 / Tb2
带宽B=(1+)/2Tb赫
频带利用率=2/(1+)波特／赫
讨论一个问题
信道带宽的设计问题
x(t ) (t )
t
Sa(2 t )
h(t )
1
(
Tb 2 t)2
Tb
t
-1.5Tb -0.5Tb 0.5Tb 1.5Tb
信道带宽的设计问题
数字基带信号的传输是从无码间串扰的角度出发 提出对传输特性以及其带宽要求的；
模拟基带信号则是从信号波形不失真的角度提出 对传输系统带宽的要求的；
第五章 码间干扰
进一步分析数字基带信号通过基带传输系统 时的传输性能。
5.4.1 码间串扰
数字基带信号通过基带传输系统时，由于系统（主要 是信道）传输特性不理想，或者由于信道中加性噪声的影 响，使收端脉冲展宽，延伸到邻近码元中去，从而造成对 邻近码元的干扰，我们将这种现象称为码间串扰。如图5-9 所示。
《通信原理课件》
1
因为：
《通信原理课件》
1
将
代入上式，得到无码
间串扰时，基带传输应满足的频域条件：
奈奎斯特第一准则
该准则的物理意义为：只要将系统的传输特性H(ω)按2π/Ts 间隔分段，再搬回(-π/Ts, π/Ts)区间叠加，叠加后结果若为 常数，则此基带传输系统可实现无码间串扰！
（示意图）
《通信原理课件》
无
噪
声
无码间串扰
条
件
下
《通信原理课件》
1
有码间串扰
图5-21（a）是接收滤波器输出的无码间串扰的二进 制双极性基带波形，用示波器观察它，并将示波器扫描周 期调整到码元周期，由于示波器的余辉作用，扫描所得的 每一个码元波形将重叠在一起，示波器屏幕上显示的是一 只睁开的迹线细而清晰的大“眼睛”，
如图5-21（b）所示。图5-21（c）是有码间串扰的双 极性基带波形，由于存在码间串扰，此波形已经失真，示 波器的扫描迹线就不完全重合，于是形成的眼图线迹杂乱， “眼睛”张开得较小，且眼图不端正，如图5-21（d）所 示。对比图（b）和（d）可知，眼图的“眼睛”张开得越 大，且眼图越端正，表示码间串扰越小，反之，表示码间 串扰越大。
《通信原理课件》
1
当存在噪声时，噪声叠加在信号上，眼图的线迹更不 清晰，变成模糊的带状线，于是“眼睛”张开就更小。从 图形上并不能观察到随机噪声的全部形态，例如出现机会 少的大幅度噪声，它在示波器上一晃而过，用人眼是观察 不到的。所以，在示波器上只能大致估计噪声的强弱。
码间串扰
5.4.1 码间串扰概念我们假定发端采用双极性码，当输入二进制码元序列中的“1”码时，经过信道信号形成器后，输出一个正的升余弦波形，而当输入“0”码时，则输出负的升余弦波形，分别如图5-9、所示。
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5-9所示，第一个码元的最大值出现在时刻，而且波形拖得很宽，这个时候对这个码元的抽样判决时刻应选择在时刻。
对第二个码元判决时刻应选在（），依次类推，我们将在时刻对第四个码元0进行判决。
可从图中可以看到：在时刻，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。
图5-9 码间串扰示意图5.4.2 码间串扰数学分析为了对码间串扰进行数学分析，可将图5-1画成图5-10所示的简化图。
其中总的传输函数为此外，为方便起见，假定输入的脉冲序列为单位冲激序列，发送滤波器的输入信号可以表示为其中，为第个码元，对于二进制数字信号，的取值为0、1（单极性信号）或、（双极性信号）。
由图5-10可以得到式中，是的傅里叶反变换，是系统的冲击响应，可表示为是加性噪声通过接收滤波器后产生的输出噪声。
抽样判决器对进行抽样判决，以确定数字信息序列。
为了判定其中第个码的值，应在瞬间对抽样，这里是传输时延，通常取决于系统的传输函数。
显然此抽样值为把的一项单独列出时其中，第一项是输出基带信号的第个码元在抽样瞬间所取得的值，它是的依据；第二项是除第个码元外的其他所有码元脉冲在瞬间所取值的总和，它对当前码元的判决起着干扰的作用，所以称为码间串扰。
由于是随***的，码间串扰值一般也是一个随***变量；第三项是输出噪声在抽样瞬间的值，它是一个随***变量。
由于随***性的码间串扰和噪声存在，使抽样判决电路可能产生误判。
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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。
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
gT
(t)
1
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 ()ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ GT ()C()GR ()
其单位冲激响应为
h(t) 1 H ()e jt d
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。
2
接收滤波器输出信号
r(t) d (t) h(t) nR (t) anh(t nTS ) nR (t) n
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
r(kTs t0 ) ak h(t0 ) anh(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。
三、消除码间串扰的基本思想
r(kTs t0 ) ak h(t0 ) anh(k n)Ts t0 nR (kTs t0 ) nk 由上式可知，若想消除码间串扰，应使
anh(k n)Ts t0 0
nk
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。
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。
2、码间串扰严重时，会造成错误判决，如下图所示：
TS
3、举例说明码间串扰
我们假定发端采用双极性码，当输入二进制码元序列中的“1” 码时，经过信道信号形成器后，输出一个正的升余弦波形，而当输入 “0”码时，则输出负的升余弦波形，分别如图(a)、(b)所示。
二、数字基带传输系统的定量分析
1、数字基带信号传输系统模型
抽样 判决
假设：
{an} － 发送滤波器的输入符号序列，取值为0、1或-1，+1。
d (t) － 对应的基带信号
d (t) an (t nTs )
n
发送滤波器输出
s(t) d (t) gT (t) an gT (t nTs ) n