碼間串擾

聲明:本文轉自ptsntwsz的專欄

一、什麼是碼間干擾

        在一個抽樣時刻,由於鄰近碼元的波形在該點的幅度值不爲0,導致對當前碼元抽樣的干擾。也就是說,在抽樣點得到的抽樣值,不僅包含了當前碼元的幅度值,還包含了臨近碼元的幅度值。

        整體的波形是各個碼元的波形相互疊加的結果,在沒有碼間干擾的情況下,不那麼準確地說,就是不同碼元的波形在時域上是沒有重疊的,比方說在1s時刻到2s時刻之間是一個碼元的波形,然後下一個碼元的波形是從2s時刻之後開始,而碼間干擾就是前一個碼元的波形,延伸到了2s時刻之後。更準確地說法是,碼間干擾是上一個碼元的波形延伸到了第二個碼元的抽樣時刻,比方說2.5s時刻,從而對第二個碼元的抽樣判決造成了影響,前面的“沒有重疊”這一條件就需要相應地改成是“在抽樣時刻沒有重疊”。

        之所以我們只關注抽樣時刻的情況,而不是嚴格地要求兩個波形沒有任何重疊,一方面是因爲沒有必要,在抽樣時刻之外波形的重疊並不給抽樣判決的結果帶來影響,另一方面也是因爲在實際情況下難以做到這一點。

 

二、哪些因素會導致碼間干擾

        原因主要有兩個:頻帶受限和多徑效應。

        1. 頻帶受限:這是在抽樣判決之前,通過信道傳輸過來的信號需要經過一個濾波器,那麼輸入抽樣判決器的信號,其頻帶寬度相比濾波之前的信號,頻帶受到了限制。

        爲什麼頻帶受限會導致碼間干擾呢?因爲原始的波形在頻域上本來是無限寬的——對於矩形脈衝信號而言,其傅里葉變換是抽樣函數,佈滿了整個頻域;經過濾波器之後,頻域受限導致了波形在時域上的展寬,那麼相鄰的兩個碼元的波形,原本沒有重疊的,現在由於“拖尾”的產生,上一個碼元的波形就可能延伸到下一個碼元的波形中去。

        2. 多徑效應:這其實是考慮,同一碼元波形的各個分量可能通過不同的路徑傳播,那麼不同多徑分量到達接收端的時間就不同,第一個多徑分量到達的時刻和最後一個多徑分量到達的時刻,這之間存在一個時間差,當這個時間差超過了一個碼元的寬度之後,就意味着,上一個碼元的一部分多徑分量,在這個碼元本應該傳輸完畢的時候,還沒有到達接收點,而是混在了下一個碼元的多徑分量中到達的接收點,從而對下一個碼元產生了干擾——疊加的時候不僅有自己的分量,還有別人的分量。

 

三、如何消除碼間干擾

        從表達式來看,要消除碼間干擾,就是要使()爲0。

        那麼從整個數字基帶傳輸系統來看,就是需要成形網絡的傳輸函數滿足以下要求。

        時域上:

        頻域上:


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