眼图的名词解释
眼图（Eye diagram）是一种用于电信领域信号质量评估的图形分析工具。它利
用实际信号的采样数据绘制而成，通常呈现为上方为信号波形，下方为相关的信号参数。
眼图通过将连续波形的多个周期叠加在一起，形成多个瞬态过程的重叠，从而
提供了信号的稳态和瞬态特征的直观展示。它能够有效地反映信号的时域和频域特征，以及信号的抗干扰能力、传输质量和时钟恢复性能。
眼图的形状和特征对于信号的质量评估至关重要。通过观察眼图，我们可以判
断信号的完整性和稳定性。一个清晰、稳定的眼图表示信号传输良好，存在较高的抗噪声和干扰能力。相反，如果眼图模糊或变形，可能意味着信号存在时钟偏移、抖动、畸变或其他噪声问题。
眼图常用于高速数字通信系统的设计、调试和故障排除中。它可以帮助工程师
确定信号失真的原因，并调整系统参数以提高传输质量。通过观察眼图，工程师可以识别出信号的主要问题，例如噪声、时钟偏移、串扰、 ISI（Inter-Symbol Interference，符号间干扰）等。在信号调试中，工程师通常会根据眼图上的特征，
对发送和接收端的设备进行相应的调整和优化。
眼图在不同应用领域具有广泛的应用。在电信领域，眼图可以用于评估数字通
信系统的性能，例如以太网、光纤通信、无线通信等。在光学领域，眼图可以帮助工程师分析光信号的传输质量，以便改善光通信系统的性能。在高频电路设计中，眼图可以用于评估高速信号的时钟恢复和数据传输能力。
综上所述，眼图是一种用于信号质量评估的重要工具，具有直观、全面的特点。通过观察眼图，我们可以深入了解信号的稳态和瞬态特征，从而改进通信系统的性能。眼图的应用范围广泛，对于电信、光学和电路设计等领域都具有重要意义。随
着通信技术的发展，眼图将继续发挥其重要的作用，帮助我们理解和优化信号传输的质量和性能。
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。 循环码：是一种线性分组码，其中任一码组循环一位以后仍为该码中的一个码组。 过载量化噪声：在增量调制系统中，由于信号变化过快，阶梯波的变速度跟不上信号的变化速度而导致的量化噪声。各态经历：随机过程的任一次实现都经历了随机过程的所有可能性，在求解各种统计平均时，无需做无限多次考察，只需获得一次考察即可。 宽带调频：如果FM信号的最大瞬时相位偏移不满足条件：此时FM信号的频谱比较宽，称宽带调频。调制：把信号转换成适合于在信道中传播的形式的一种过程。 解调：是调制的逆过程，作用是将已调信号汇总的调制信号恢复出来。 载波调制：就是用调制信号去控制载波的参数的过程，即使载波的1个或多个参数按照调制信号的规律而变化，调制信号是指来自信源的消息信号，可以是模拟的，也可以是数字的。 高斯白噪声：如果噪声的功率谱在所有频率上均为一常数，并且噪声取值的概率分布服从高斯分布，则称之为高斯白噪声。 带限白噪声：噪声本身是白色的，但在通信系统接收端解调器中对信号解调时，叠加在信号上的热噪声已经进过接收机带通滤波器的过滤，从而其带宽受到了限制，故已经不是白色的了，成为窄带噪声，称为带限白噪声。窄带高斯噪声：滤波器是一种线性电路，高斯过程通过线性电路后，仍是高斯过程，故窄带噪声又称高斯白噪声。奇偶监督码：奇偶监督码分为奇数监督码和偶数监督码，其监督位只有1位，目的是使码组中“1”的数目为奇数或偶数。 各态历经：随机过程中的任一次实现都经历了随机过程的所有可能状态，在求解各种统计平均时，无需作无限多次观察，只要获得一次考察即可。 多径效应：信号经过多条路径到达接收端，而且每条路径的长度（时延）和衰减都随时间而变，就是多径传播现象，多径传播对信号的影响，称为多径效应。 编码效率： 脉冲编码调制：把模拟信号抽样、量化直到变换成二进制符号的基本过程称脉冲编码调制，简称脉码调制。 功率信号：若一个信号的平均功率P是一个正的有限值，且其能量近似等于无穷大，则称此信号位功率信号。 自然抽样：又称曲顶抽样，抽样后信号的脉冲顶部与原模拟信号波形相同。
选择 1.常规语音信号的二进制PCM编码采用的是8位折叠码 2.随机脉冲数字基带序列，其功率谱可能包括连续和离散谱 3.AMI码改进为HDB3码后，信息速率和非零脉冲个数分别为无变化和增加了 4.在基带传输系统中，码间串扰增加和信噪比降低，分别导致误码率增到和增大 5.常规调幅的调幅指数小于1，等于1满调幅，大于1过调幅。 6.调频抗噪声性能比调幅更好 7.在调频波中，调频信号频谱的分量，随调频指数的增加而增大 8.模拟DSB调幅，解调方法只能用相干和解调 9.窄带调频的条件π 6 10.影响基带传输，造成误判的原因噪声和码间串扰 11.对模拟通信系统，有效性和可靠性最好的分别是SSB和FM系统 12.均匀量化PCM量化SNR与编码位数n成正比，n每增加一位，SNR增加6dB 13.在线性调制系统中，可采用的非相干解调的系统是标准AM系统。（相干：常规A m，双边DSB，单边SSB，残留。非相干：常规A m） 14.由n级移位寄存器产生m序列，其周期为2n?1 15.某信道编码方案可检出2(e)[d min≥e+1]个错，纠正1(t)[ d min≥2t+1]个错，则其最小码距d min至少为3.[ d min≥t+e+1] 16.在30/32路PCM帧结构中，单路语音信号的比特率为64kbit/s 17.模拟通信系统的有效性用有效传输带宽来度量。频带宽度越窄，则有效性越好。 18.模拟通信系统的可靠性用接收端最终的输出信噪比来度量。 19.数字通信系统的有效性用传输速率和频带利用率（码元频带利用率ηs=R s B =2 1+α ；信息频 带利用率ηb=R b B =2 1+α ）来衡量。 20.数字通信系统的可靠性用差错率来衡量。（误比特率：P b=错误比特数 传输总比特数 ；误码率：P s= 错误码元数 传输总码元数 ） 21.常用广义信道是调制信道和编码信道。 22.信道对信号的影响：一是乘性干扰k(t)；二是加性干扰n(t)。 23.包络检测的缺点是对调频波的计生调幅也有反应。 24.从抗噪声性来说，WBFM最好，DSB、SSB和VSB次之，AM最差。 从频带利用率来说，SSB最好，VSB和SSB接近，DSB和AM次之，WBFM最差。 判断 1.在模拟调制系统中，调频是非线性，调相是非线性的。（线性：常规A m，双边DSB，单 边SSB，残留。非线性：调频调相。） 2.2DSK用绝对码绝对调相，2DPSK用相对码绝对调相，2PSK相干解调。 3.用非均匀量化目的：提高小信号的量化信噪比。 4.最佳接收机，一定优先于普通接收机的性能。 5.对于线性分组码，任何两个许用码组成的模2和，其结果仍为一许用码。 6.语音信号采用非均匀量化的目的是，降低编码位数，提高小信号的量化信噪比。 7.匹配滤波器最佳接收机又叫输出最大信噪比准则下的最佳接受。
眼图测量的概念 眼图测量是一种用于分析和评估数字通信系统的技术。在数字通信中，信息以数字信号的形式传输，而数字信号由一系列离散的样本组成。眼图测量通过显示和分析这些样本的时域波形，从而提供关于系统性能的重要信息。 在眼图中，每个数字信号样本被绘制为一个脉冲，这些脉冲被垂直堆叠在一起形成一个图像，类似于一个开放的眼睛。每个脉冲代表着一个时刻的信号状态，而整个眼图则显示了多个时刻的信号状态的叠加。通过观察眼图的形状、宽度和高度等特征，可以获得关于系统的多种信息。 眼图主要提供以下几个方面的信息： 1. 时基抖动：眼图的开口宽度可以反映系统的时基抖动性能。时基抖动是由于时钟不准确或传输路径中的噪声引起的，它会导致样本位置的不确定性。如果眼图的开口很窄，意味着系统中存在较大的时基抖动，这可能会导致信号误码率的增加。 2. 眼图的对称性：眼图的对称性可以反映系统的码间干扰情况。如果眼图两边的形状不对称，即开口宽度不一致，可能表明系统中存在码间干扰或码间失配。码间干扰会导致信号间的互相干扰，增加误码率。 3. 眼图的噪声水平：眼图的噪声水平可以反映系统的噪声性能。噪声会导致信
号波形的不规则性和抖动，从而影响系统的可靠性和性能。通过观察眼图的噪声水平，可以评估系统的抗噪声性能。 4. 采样时刻偏移：眼图可以显示信号采样时刻的偏移情况。采样时刻偏移会导致信号样本的错位，从而影响信号的恢复和解调。通过观察眼图的采样时刻偏移情况，可以判断系统是否存在采样时刻同步问题。 除了以上几个方面的信息，眼图还可以用于估计信号的传输带宽、检测系统中的串扰和非线性等问题。通过对眼图的仔细分析，可以发现可能存在的问题，并采取相应的调整和优化措施，以提高系统的性能和稳定性。 眼图测量可以使用专用的示波器、时钟回路、采样仪等设备进行。这些设备可以通过触发和同步功能来捕获和显示眼图。通过调整样本时钟、增加采样速率、降低噪声等措施，可以改善眼图的质量和可读性，并获得更准确的眼图测量结果。 总之，眼图测量是一种重要的技术工具，用于评估数字通信系统的性能。通过观察眼图的形状、宽度、高度和对称性等特征，可以获取关于系统时基抖动、码间干扰、噪声水平和采样偏移等方面的信息。这些信息可用于分析系统的稳定性、可靠性和性能，并帮助优化系统设计和调整参数，以提高通信系统的质量和性能。
数据通信原理复习题 一、填空题 1．速率为100kbit/s的二进制基带传输系统，理论上最小传输带宽为。50kHz 2.加性高斯白噪声的含义是，，。 噪声与信号是相加关系；功率谱密度在整个频率轴上为常数；具有正态分布的概率密度函数3.四个离散信源的四个符号出现的概率分别为1/4、1/2、1/8、1/8，其信源熵为；理论上，四元信源的最大熵，条件是。 1.75bit/符号；2bit/符号；各符号互不相关 4.在四进制系统中每秒钟传输1000个独立且等概的四进制符号，则此系统的码速率R B 为，信息速率R b为。 1000Bd；2000bit/s 5.使用香农公式时，要求信号的概率分布为，信道噪声为。 正态分布；白噪声 6.当无信号时，加性噪声是否还存在？；乘性噪声是否还存在？。 存在；不存在 7.通过眼图可观察到和的大小。 码间干扰；噪声 8.码组0100110的码重为，它与码组0011011之间码距。3，5 8.码组10110的码重为，它与码组01100之间码距。3，3 9.线性分组码（63，51）的编码效率为，卷积码（2，1，7）的编码效率为。 51/63、1/2 10.已知循环码的生成多项式为x4+x2+x+1，此循环码可纠正位错误码元，可检出位错误码元。 1、3 10.已知循环码的生成多项式为x4+x3+x2+1，此循环码的监督位长度为位，可纠正位错误码元。 4、1 11.用（7，4）汉明码构成交织度为5的交织码，此交织码的码长为，可纠正位突发错误。 35，5 12.若信息码无为100101，则奇监督码为，偶监督码为。0，1 13．在（7，3）线性分组码的一个码组中，信息码元的位数是，监督码元的位数是。 3，4 14.在2ASK、2FSK、2PSK通信系统中，可靠性最好的是，有效性最好的是。
名词解释： 1、编码信道：编码信道是指发送端编码器输出端至接收端解码器输入端之间的部分，是用来研究信道编码与解码问题的。 2、调制信道：调制信道是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的问题。 3、振幅键振：是利用载波的幅度变化来传递数字信息的数字调节系统，其频率和初始相位保持不变。 4、相对相移键振：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。 5、自然抽样：自然抽样又称曲顶抽样，抽样后信号的脉冲顶部与原模拟信号相同。 6、码元同步：码元同步又称时钟恢复，是指在接收端产生和接受码元的重复频率及相位一致的时钟脉冲序列，以便确定每个码元的积分和抽样判决时刻。 7、信息：信息是指信息中所包含的有效内容，是指收信者预先不知而待知的内容。 8、白噪声：如果噪声功率谱密度在所有频率上均为一常数，则称噪声为白噪声。 9、分组码：分组码是指将信息码分组，为每组信码附加若干监督码的偏码，其监督码元仅监督本码组中的信息码元。 10、衰落：信号包络由于传播产生了起伏的现象称为衰落。 11、门限效应：调频信号非相干解调时，当输入信噪比足够大时，信号和噪声的相互作用可以忽略不计，当输入信噪比低于一定数值时，解调器的输出信噪比急剧恶化，这种现象称为调频信号解调的门限效应。 12、码距：把两个码组中对应位上数字不同的位数为码组的距离，简称码距。13、码间串扰：所谓码间串扰是由于系统传输特性的非理想性，导致前后码元的波形略变、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。 14、群同步：群同步又称帧同步，是指在接收端产生与每“组“、每”帧“起止时刻相一致的同步时钟脉冲序列，以便对接收码元进行正确分组。 15、窄带调频： 17、信号量噪比：量化器的输出电平和量化前信号的抽样值之间的误差称为量化噪声。信号功率与量化噪声功率之比称为信号量噪比。 18、传号交替反转码（AMI）：就是将信息码的“I”（传号）交替地变换为+1和-1，而“0”保持不变。 19、数字调制：用数字基带信号控制载波，把数字基带信号变化为数字带通信号（已调信号）的过程称数字调制。 20、数字基带信号：未进调制的数字信号所占据的频谱是从零频或是很低频率开始的，称为数字基带信号。几种基带信号波形：单极性波形、双极性波形、单极性归零波形、双极性归零波形、差分波形、多电平波形 21、多径效应：信号经过几条路径到达接收端，而且每条路径的长度（延时）和衰减都随时间变化，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。 22、编码效率： 23、脉冲编码调制：通常把从模拟信号抽样、量化，直到变换成为二进制符号的基本过程，称为脉冲编码调制，简称脉码调制。 文字简答： 1、散射传播有哪几种？各适用在什么频段？ 散射传播分为电离层散射、对流层散射、流星余迹散射。分别频段为30MHz~60MHz、100MHz~4000MHz、30~100MHz。 2、什么是幅度调制？它有哪些调制方式？这些调制方式各具有什么特点？ 幅度调制是由调制信号去控制高频载波的幅度，使之随调制信号作线性变换的过程。 双边带调制DSB，所需的传输带宽是调制信号带宽额2倍，信号解调时采用相干解调。 Gdsb=2;单边带解调信号SSB，是将双边带信号中的一个边带滤掉而形成的，有滤波法和相移法,Gssb=1.残留边带调制VSB，介于SSB与DSB之间，既克服了DSB 信号占用频带宽的缺点，又解决了SSB信号实现中困难。 3、什么是眼图？它有什么用处？ 所谓眼图，是指通过用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方法。眼图可以定性反映码间串扰的大小和噪声的大小，眼图还可以用来指示接收滤波器的调整，以减小码间串扰，改善系统性能。同时，通过眼图我们还可以获得有关传输系统性能的许多信息。 4、简述2DPSK信号的调制及两种解调原理。 2DPSK是利用前后相邻码元的载波相位相对变化传递数字信息，所以又称相对相移键控。相干解调加码反变换法，原理是对2DPSK信号进行相干解调，恢复出相对码，再经码饭变换器变换为绝对码，从而恢复出发送的二进制数字信息。差分相干解调，这种方法解调时不需要专门的相干载波，只需由收到的2DPSK信号延时一个码元间隔Ts,然后与2DPSK信号本身相乘。6、试利用香农信道容量公式解释信噪比与带宽互换的原理。 公式：C=Blog2(1+S/N) ；从香农公式可以看出，在保持信道容量不变的情况下，可以通过增加信号带宽来降低信号信噪比的要求；同时，当信噪比较高的条件下，可以减小信号传输带宽 7、2PSK信号和2DPSK信号功率谱密度有何联系？他们各有什么特点？ 2PSK与2DSK信号的功率谱密度完全相同；他们的功率谱密度均由离散谱和连续谱两部分组成，当双极性基带信号以相等的概率出现时，将不存在离散谱部分；宽带近似等于基带信号的2倍。 8、何谓相关接收？试画出等概率二进制确知信号的相关接收机框图。 相关接收是指利用乘法器和积分器构成的相关运算实现信号的接收，其即为最佳接收。 如图： 9、什么是码元速率？什么是信息速率？对于8PSK信号，若其码元速率为500B，则其信息速率为多少？ 码元速率是指单位时间（每秒钟）内传输码元的数目，信息速率是指单位时间（每秒钟）传输的平均信息量；对于8PSK信号，其编码进制N=8，所以其信息速率Rb=Rglog2N=500*log28=1500bps. 10、什么是严平衡？什么是广义平衡？两者有何关系？ 若一个随机过程的任意维有限分部函数与时间起点无关，则称该随机过程为严平衡； 若一个随机过程的均值与时间无关，自相关函数只与时间间隔有关，则称随机过程为广义平衡的。两者关系：严平衡随机过程必定是广义平衡的，反之不一定成立
1眼图基本概念 1.1 眼图的形成原理 眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形，它包含了丰富的信息，从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响，体现了数字信号整体的特征，从而估计系统优劣程度，因而眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的核心。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰，改善系统的传输性能。 用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步，这时示波器屏幕上看到的图形就称为眼图。示波器一般测量的信号是一些位或某一段时间的波形，更多的反映的是细节信息，而眼图则反映的是链路上传输的所有数字信号的整体特征，如下图所示： 图示波器中的信号与眼图 如果示波器的整个显示屏幕宽度为100ns，则表示在示波器的有效频宽、取样率及记忆体配合下，得到了100ns下的波形资料。但是，对于一个系统而言，分析这么短的时间
内的信号并不具有代表性，例如信号在每一百万位元会出现一次突波（Spike），但在这100ns时间内，突波出现的机率很小，因此会错过某些重要的信息。如果要衡量整个系统的性能，这么短的时间内测量得到的数据显然是不够的。设想，如果可以以重复叠加的方式，将新的信号不断的加入显示屏幕中，但却仍然记录着前次的波形，只要累积时间够久，就可以形成眼图，从而可以了解到整个系统的性能，如串扰、噪声以及其他的一些参数，为整个系统性能的改善提供依据。 分析实际眼图，再结合理论，一个完整的眼图应该包含从“000”到“111”的所有状态组，且每一个状态组发生的次数要尽量一致，否则有些信息将无法呈现在屏幕上，八种状态形成的眼图如下所示： 图眼图形成示意图 由上述的理论分析，结合示波器实际眼图的生成原理，可以知道一般在示波器上观测到的眼图与理论分析得到的眼图大致接近（无串扰等影响），如下所示：
眼图的名词解释 眼图（Eye diagram）是一种用于电信领域信号质量评估的图形分析工具。它利 用实际信号的采样数据绘制而成，通常呈现为上方为信号波形，下方为相关的信号参数。 眼图通过将连续波形的多个周期叠加在一起，形成多个瞬态过程的重叠，从而 提供了信号的稳态和瞬态特征的直观展示。它能够有效地反映信号的时域和频域特征，以及信号的抗干扰能力、传输质量和时钟恢复性能。 眼图的形状和特征对于信号的质量评估至关重要。通过观察眼图，我们可以判 断信号的完整性和稳定性。一个清晰、稳定的眼图表示信号传输良好，存在较高的抗噪声和干扰能力。相反，如果眼图模糊或变形，可能意味着信号存在时钟偏移、抖动、畸变或其他噪声问题。 眼图常用于高速数字通信系统的设计、调试和故障排除中。它可以帮助工程师 确定信号失真的原因，并调整系统参数以提高传输质量。通过观察眼图，工程师可以识别出信号的主要问题，例如噪声、时钟偏移、串扰、 ISI（Inter-Symbol Interference，符号间干扰）等。在信号调试中，工程师通常会根据眼图上的特征， 对发送和接收端的设备进行相应的调整和优化。 眼图在不同应用领域具有广泛的应用。在电信领域，眼图可以用于评估数字通 信系统的性能，例如以太网、光纤通信、无线通信等。在光学领域，眼图可以帮助工程师分析光信号的传输质量，以便改善光通信系统的性能。在高频电路设计中，眼图可以用于评估高速信号的时钟恢复和数据传输能力。 综上所述，眼图是一种用于信号质量评估的重要工具，具有直观、全面的特点。通过观察眼图，我们可以深入了解信号的稳态和瞬态特征，从而改进通信系统的性能。眼图的应用范围广泛，对于电信、光学和电路设计等领域都具有重要意义。随
总复习 第1章绪论 1、数据通信、通信协议的概念。 数据通信：依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间来传递数据通信信息。 （功能单元就是指数据终端）它可以实现计算机与计算机、计算机与终端或者终端 与终端之间的数据信息传递。 通信协议：就是通信双方事先约定好的双方都必须遵守的通信规则，它实际上是一些通信规则集。 2、基带传输和频带传输 基带传输：利用数据传输系统直接传输基带信号，经过码型变换、电平转换等必要处理后，不经频谱搬移直接在信道上传输，常用于短距离的数据传输系统中频带传输：就是把二进制信号（数字信号）进行调制交换，成为能在公用电话网中传输的音频信号（模拟信号），将音频信号在传输介质中传送到接收端后，在由调制 解调器将该音频信号解调还原成原来的二进制电信号。 3、有效性质量指标：调制速率（码元速率）、数据传信率（信息速率）是如何定义的？如何 计算？两者之间有什么关系？注意单位。频带利用率 有效性指标：（要求会计算） 调制速率（码元速率）：是指给定信道内单位时间传输码元的多少。其单位是波特(Baud)。又 称码元传输速率(码元速率)或传码率、波特率、符号速率。 RB = 1/T，其中T为码元长度 数据传信率（信息速率）：是指给定信道内单位时间传输信息的多少,单位是比特/秒（bit/s）, 信息速率又称为传信率。 对于M进制，各码元等概出现时有 Rb=RBlog2M 若各码元不等概出现，则（其中H为平均信息量） Rb=RBH 频带利用率：是指单位频带内实现的传输速率，单位为Baud/Hz，或者bit/s. Hz（B为系统带宽，单位为Hz） 4、可靠性质量指标用什么表示？如何计算？误码率、误比特率 可靠性质量指标：（要求会计算） 误码率：其中n表示系统传输的总码元数，ne表示传输出错的码元数目，也即误码率是指错误码元在总码元数目中所占的比率 误比特率：其中nb表示系统传输的总比特数，nbe表示传输出错的比特数目，也即误比特率是指错误比特在传输的总比特数目中所占的比率
改善光电模块/系统流量质量(2009-6-8 11:8) 来源：光电新闻网 设备厂商验证无源光网络(PON)系统的优先级，通常是使用数据流量的方式来快速测试系统质量好坏。但通常结局只有两种，一是顺利通过流量质量、延迟或其它封包测试，二则是花费了许多除错的时间仍找不到改善质量的关键因素。 目前一般做法皆透过软件工程人员不断地改善流量处理速度、频宽设定及协议上的问题，但却忽略了硬件改善的根本思考方向。国际设备大厂皆从物理层着手；而众多物理层测量验证的项目更是以眼图信号为一窥系统质量及相关改善的方向。因此，本文将说明眼图基本验证项目，并提出PON常见的问题提供PON系统研发厂商有效改善产品质量的验证方向。 信号好坏一望可知眼图帮助大 眼图是高速信号依据时间对累加1及0振幅的相对关系(图1)。由两个位所组成的眼图信号，其中中间的一个位是眼晴张开得以让信号顺利通过的关键。一般而言，眼图张得愈开，代表较佳的信号质量及较低的误码率；反之，眼图愈小即代表信号质量愈差，也有较高的误码可能。眼图两边的交叉点即代表信号由0转1及由1转0的信号转换质量，如此将有益于分析信号在振幅及时间上失真的损耗。 图1信号眼图 不同交叉比例关系传递不同信号位准 此外，由于眼图交叉百分比，是测量交叉点振幅与信号1及0位准之关系，因此不同交叉比例关系可传递不同信号位准。举例来说，一般标准的信号其交叉百分比为50%，即代表信号1及0各占一半的位准。为了测量其相关比率，使用的统计方式分析如图2。交叉位准依据交叉点垂直统计的中心窗口而计算出来的平均值，其比例方程式如下：
图2眼图信号交叉点比例关系 其中的1及0位准是取眼图中间的20%为其平均值，即从40～60%中作换算；而最终眼图交叉比例即从0位准的0%到1位准的100%分析相关水平轴，而一般对应纵轴即会呈现趋近50%的关系。 随着纵轴交叉点比例关系的不同，又代表着不同的信号1或0传递质量之能耐。如图3所示，左边图形为不同交叉比例关系的眼图，对应到右边相关的1及0脉冲信号；同时，可以了解在不同脉冲信号时间的宽度下，与眼图交叉比例之关系。若分别以75%、50%及25%三种眼图交叉比例作说明；其中75%所对应的1及0脉冲信号显示，特别对于待测物着重在1位准测量信号质量时，1信号脉冲的时间轴宽度大于0信号脉冲，若以传递较多1位准信号的流量而言，将会依此比例关系来验证信号误码、屏蔽(Mask)及其极限值(Margin)。
通信概论自考题模拟7 (总分100, 做题时间90分钟) 第Ⅰ部分选择题 一、单项选择题 (在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的) 1. 接收设备的功能是______ SSS_SINGLE_SEL A 放大和反变换 B 调制 C 解调 D 编码 分值: 1 答案:A [考点] 通信系统基本模型 [解析] 接收设备的功能是放大和反变换，其目的是从受到干扰和减损的接收信号中正确恢复出原始电信号。 2. 数据可以并行传输和串行传输，下面说法错误的是______ SSS_SINGLE_SEL A 并行传输节省传输时间 B 并行传输速度快 C 串行传输速度快 D 并行传输成本高 分值: 1 答案:C [考点] 并行传输和串行传输 [解析] 按照数据代码传输的时序，可以分为并行传输和串行传输。并行传输：将代表信息的数据代码序列以成组的方式在两条或者两条以上的并行信道上同时传输；串行传输：将数据代码序列以串行方式一个码元接一个码元地在一条信道上传输。 3. 频率为1MHz的电磁波，它的波长为______ SSS_SINGLE_SEL A 300m B 30m C 3m D 0.3m 分值: 1
答案:A [考点] 工作波长与频率的关系 [解析] 4. 热噪声、电子管内产生的散弹噪声和宇宙噪声属于______ SSS_SINGLE_SEL A 单频噪声 B 脉冲噪声 C 起伏噪声 D 不属于上面三种噪声 分值: 1 答案:C [考点] 噪声 [解析] 根据噪声的性质分类： 单频噪声是一种频率单一或频谱很窄的连续波干扰，如50Hz的交流电噪声。脉冲噪声是一种在时间上无规则的突发脉冲波形。如工业干扰中的电火花、汽车点火噪声、雷电等。 起伏噪声是遍布在时域和频域内的随机噪声。如热噪声、闪弹噪声、宇宙噪声。 5. 码元速率相同时，八进制的信息速率是二进制的______ SSS_SINGLE_SEL A 1倍 B 2倍 C 3倍 D 4倍 分值: 1 答案:C [考点] 信息速率 [解析] 信息速率的计算公式为R b =R B log 2 M，R B 表示码元速率，M表示码 元进制数。 6. 系统以2000bit/s的比特率传输信号带宽为2000Hz，则频带利用率为______ SSS_SINGLE_SEL A 1bit(s·Hz) B 2bit/(s·Hz) C 3bit/(s·Hz) D 4bit/(s·Hz) 分值: 1 答案:A
眼图的产生原理和它的应用 什么是眼图 眼图是一种用于显示数字信号质量的图形化表示方法。它可以帮助工程师分析和诊断数字通信系统中的时域和频域问题，通过观察眼图的形态变化，可以推断出信号的质量和稳定性。 眼图的产生原理 眼图的产生原理涉及到信号的采样和时钟恢复。在数字通信系统中，时钟恢复是非常重要的步骤，它用于恢复出正确定时的时钟信号，使得接收者能够正确解读数字信号。 眼图是通过对连续时间波形进行采样，并在特定时间点上对所有波形进行重叠显示而生成的。在采样过程中，通常选择位于眼睛中间的点，并将其表示为眼图的中心。每个采样点处的波形称为一个“眼”，因此眼图实际上是一系列不同的“眼”形成的。 眼图的应用 眼图在数字通信系统中有广泛的应用，以下是一些常见的应用场景： 1.数字信号质量分析：通过观察眼图的形态，可以判断信号的时钟抖 动、噪声干扰和失真情况。例如，如果眼图出现闭合不完整或扭曲的情况，说明信号存在时钟抖动或失真现象，需要进一步分析和调整。 2.高速传输系统的优化：在高速数字通信系统中，眼图可以帮助工程 师识别和调整时钟恢复电路、等化器和时钟恢复算法等关键部件，以最大限度地提高系统的传输性能和可靠性。 3.误码率测试：通过对眼图的分析，可以计算得到误码率等重要的数 字指标。工程师可以根据误码率来评估和改进数字信号的质量，提高系统的可靠性和性能。 4.通信系统设计和故障分析：在通信系统的设计阶段，眼图可以帮助 工程师评估各种设计方案的性能，并选择最佳解决方案。在故障分析中，眼图可以提供有价值的线索，以快速定位和解决问题。 总之，眼图作为一种直观、可视化的分析工具，在数字通信系统的设计、优化和故障排查中发挥着重要作用。
眼图的测量 内容提要：本文将从作者习惯的无厘头漫话风格起篇，从四个方面介绍了眼图测量的相关知识：一、串行数据的背景知识; 二、眼图的基本概念; 三、眼图测量方法; 四、力科示波器在眼图测量方面的特点和优势。全分为上、下两篇。上篇包括一、二部分。下篇包括三、四部分。 您知道吗？眼图的历史可以追溯到大约47年前。在力科于2002年发明基 于连续比特位的方法来测量眼图之前，1962年-2002的40年间，眼图的测量是基 于采样示波器的传统方法。 您相信吗？在长期的培训和技术支持工作中，我们发现很少有工程师能完 整地准确地理解眼图的测量原理。很多工程师们往往满足于各种标准权威机构提供的测量向导，Step by Step，满足于用“万能”的Sigtest软件测量出来的眼图给出的Pass or Fail结论。这种对于Sigtest的迷恋甚至使有些工程师忘记了眼图 是可以作为一项重要的调试工具的。 在我2004年来力科面试前，我也从来没有听说过眼图。那天面试时，老 板反复强调力科在眼图测量方面的优势，但我不知所云。之后我Google“眼图”，看到网络上有限的几篇文章，但仍不知所云。刚刚我再次Google“眼图”，仍然 没有找到哪怕一篇文章讲透了眼图测量。 网络上搜到的关于眼图的文字，出现频率最多的如下，表达得似乎非常地 专业，但却在拒绝我们的阅读兴趣。 “在实际数字互连系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰 对误码率的影响目前尚无法找到数学上便于处理的统计规律，还不能进行准确计算。为了衡量基带传输系统的性能优劣，在实验室中，通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。 如果将输入波形输入示波器的Y轴，并且当示波器的水平扫描周期和码元 定时同步时，适当调整相位，使波形的中心对准取样时刻，在示波器上显示的图形很象人的眼睛，因此被称为眼图（Eye Map）。 二进制信号传输时的眼图只有一只“眼睛”，当传输三元码时，会显示两 只“眼睛”。眼图是由各段码元波形叠加而成的，眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻，位于两峰值中间的水平线是判决门限电平。 在无码间串扰和噪声的理想情况下，波形无失真，每个码元将重叠在一起，最终在示波器上看到的是迹线又细又清晰的“眼睛”，“眼”开启得最大。当有码间串扰时，波形失真，码元不完全重合，眼图的迹线就会不清晰，引起“眼”部分闭合。若再加上噪声的影响，则使眼图的线条变得模糊，“眼”开启得小了，因此，“眼”张开的大小表示了失真的程度，反映了码间串扰的强弱。由此可知，眼图能
南昌大学信息工程学院 《随机信号分析》课程作业 题目：QAM调制信号的眼图及星座图仿真指导老师：虞贵财 作者：毕圣昭 日期：2011-12-05
QAM调制信号的眼图及星座图仿真 1. 眼图 眼图是在数字通信的工程实践中测试数字传输信道质量的一种应用广泛、简单易行的方法。实际上它的一个扫描周期是数据码元宽度1~2倍并且与之同步的示波器。对于二进制码元，显然1和0的差别越大，接受判别时错判的可能性就越小。由于传输过程中受到频带限制，噪声的叠加使得1和0的差别变小。在接收机的判决点，将“1”和“0”的差别用眼图上“眼睛”张开的大小来表示，十分形象、直观和实用。MATLAB工具箱中有显示眼图和星座图的仪器，下面通过具体的例子说明它们的应用。 图1-1所示是MATLAB Toolbox\Commblks中的部分内容，展示了四进制随机数据通过基带QPSK调制、升余弦滤波（插补）及加性高斯白噪声传输环境后信号的眼图。 图1-1 通过QPSK基带调制升余弦滤波及噪声环境后观察眼图的仿真实验系统 图1-2所示是仿真运行后的两幅眼图，上图是I（同相）信号，下图是Q（正交）信号。 图1-2 通过QPSK基带调制及噪声传输环境后观察到的眼图
2. 星座图 星座图是多元调制技术应用中的一种重要的测量方法。它可以在信号空间展示信号所在的位置，为系统的传输特性分析提供直观的、具体的显示结果。 为了是系统的功率利用率、频带利用率得到充分的利用，在特定的调制方式下，在信号空间中如何排列与分布信号？在传输过程中叠加上噪声以后，信号之间的最小距离是否能保证既定的误码率的要求这些问题的研究用星座图仪十分直观方便。多元调制都可以分解为In-phase（同相）分量及Quadrature（正交）分量。将同相分量用我们习惯的二维空间的Ｘ轴表示，正交分量用Ｙ轴表示。信号在Ｘ－Ｙ平面（同相－正交平面）的位置就是星座图。MATLAB通信系统的工具箱里有着使用方便、界面美观的星座图仪。 图1-3所示是随机数据通过基带QAM调制及噪声环境传输后，观察星座图的仿真系统。 图1-3 通过基带QAM调制及噪声环境传输后观察星座图的仿真系统图1-4所示是运行仿真后的星座图 图1-4 通过基带QAM调制及噪声环境传输后观察到的星座图
实验六 数字基带信号的眼图实验 一、实验目的 1、掌握无码间干扰传输的基本条件和原理,掌握基带升余弦滚降系统的实现方法； 2、通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响,并观察在输入相同码率的NRZ 基带信号下,不同滤波器带宽对输出信号码间干扰大小的影响程度； 3、熟悉MATLAB 语言编程. 二、实验原理和电路说明 1、基带传输特性 基带系统的分析模型如图3-1所示,要获得良好的基带传输系统,就应该 图3-1 基带系统的分析模型 抑制码间干扰.设输入的基带信号为()n s n a t nT δ-∑,s T 为基带信号的码元周期,则经过基 带传输系统后的输出码元为 ()n s n a h t nT -∑.其中 1()()2j t h t H e d ωωωπ +∞ -∞ = ⎰ 3-1 理论上要达到无码间干扰,依照奈奎斯特第一准则,基带传输系统在时域应满足： 10()0,s k h kT k =⎧=⎨ ⎩ ， 为其他整数 3-2 频域应满足： ()0,s s T T H πωωω⎧≤⎪=⎨ ⎪⎩ ，其他 3-3
图3-2 理想基带传输特性 此时频带利用率为2/Baud Hz ,这是在抽样值无失真条件下,所能达到的最高频率利用率. 由于理想的低通滤波器不容易实现,而且时域波形的拖尾衰减太慢,因此在得不到严格 定时时,码间干扰就可能较大.在一般情况下,只要满足： 222(),s i s s s s i H H H H T T T T T πππ π ωωωωω⎛⎫⎛⎫⎛⎫ +=-+++=≤ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ∑ 3-4 基带信号就可实现无码间干扰传输.这种滤波器克服了拖尾太慢的问题. 从实际的滤波器的实现来考虑,采用具有升余弦频谱特性()H ω时是适宜的. (1)(1)1sin (),2(1)()1,0(1) 0,s s s s s s T T T T H T T ππαπαωωαπαωωπαω⎧⎡⎤-+--≤≤⎪⎢⎥ ⎣⎦⎪ ⎪-⎪ =≤≤⎨⎪ ⎪+>⎪ ⎪⎩ 3-5 这里α称为滚降系数,01α≤≤. 所对应的其冲激响应为： ()222sin cos()()14s s s s t T t T h t t t T T παππα= - 3-6 此时频带利用率降为2/(1)Baud/Hz α+,这同样是在抽样值无失真条件下,所能达到的最 高频率利用率.换言之,若输入码元速率' 1/s s R T >,则该基带传输系统输出码元会产生码间
7系列泰科示波器常用测量使用方法 示波器使用说明 一、电压、电流的量测 把示波器探头放入需要测试的参考位置，点击“Measure”设置测量的方式，然后选择所需要测试的参数，比如说电压幅值、电流幅值、信号周期频率等，在下方的数据区就可以读取到相应的测试参数值。 1.电压幅值量测： “Measure”“Measurement Setup”，会出现如下对话框 在对话框中选择垂直量测的方式：选择“Ampl”中的电压有效值“Amplitude” 选择测量的相应通道：“Ch”“Channels”“1或2或3或4”，完成后测试参数显示到下方的数据区 在波形界面的下方数据区就会出现 调节合适的水平“TIME/DIV”、垂直“幅度/DIV”（Scale）和
垂直中心位置“Position”，让波形更加的中间化和清晰化。 注明： 此数据区5.0ns/div显示的就是水平幅值 此数据区10.0mV/div显示的就是垂直幅值 红色倒三角表示垂直中心位置“Position” 2．电流幅值量测 参数选择和电压幅值选择基本相同，不同的只是使用电流探头。 注意：电流探头接口上的箭头表示待测电路中的电流的流向 电流探头每次使用是要注意消磁步骤，消除干扰后才能正常测试。 二、飞行时间的量测 飞行时间：波形的上升时间和下降时间统称为示波器波形的飞行时间，飞行时间的长短是由脉冲从10%到90 %幅度之间的宽度所确定。 1.飞行时间参数选择： “Measure”“Measurement Setup”或者选择“Measure”“Time” 在对话框中选择垂直量测的方式：选择“Time”中的上升时间“Rise Time”， 选择测量的相应通道：“Ch”“Channels”
一、填空： 1.白噪声的特点：具有平坦功率谱的性质 2.信息量的表示方法： ()()x p x p x I a log )1 log( )(-== 3.香农公式： ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛ +=B n S B N S B C o 1log 1log 22 注：B 为信道带宽 S 为信道输出信号功率 N 为输出加性高斯噪声功率 n 为噪声单边功率谱密度 4.信道传输干扰：乘性干扰和加性干扰 5.恒参信道的特性主要有哪些？ 答：理想恒参信道特性、幅度—频率失真、相位—频率失真 6.信号的复用方式有频分复用、时分复用、码分复用三种。 7.眼图睁开眼越大表示码间串扰越小；眼图中央的垂直线表示最佳抽样时刻；位于两峰中间的水平线是判决门限电平。P93 8.检验码间串扰的准则：奈奎斯特第一准则。表达式 ()⎪⎭ ⎪⎬ ⎫⎪⎩⎪ ⎨ ⎧==0 1 k h K K S T 为其他， 根据 ()()jw t h H ←→的对应关系，可将该式划为s s w 1i 2w s 1 T T H T π π≤=⎪ ⎪⎭⎫ ⎝ ⎛+∑，该条件即为奈奎 斯特第一准则。 P88 二、名词解释 1、高斯白噪声：是指噪声的概率密度满足正态分布统计特性，同时它的功率谱密度函数是常数的一类噪声。 2、QAM ：调制是指将两路独立的基带波形分别对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制，所得的两路已调信号叠加起来的过程。 3、DPSK:每一个码元载波相位的变化不是以固定相位作参考，而是以前一码元载波相位作参考，这样的调制方式称为相对调制。而且已调信号的前后码元的相位差只有两种取值，即0/∏，所以又称为二相相对调相（2DPSK ） 4、QPSK ：四进制绝对相移键控是利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息，在M=4时的调相技术 。 5、抽样定理：在一个频带限制在（0，f h ）内的时间连续信号f （t ），如果以1/2 f h 的时间间隔对它进行抽样，那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。或者说，如果一个连续信号f （t ）的频谱中最高频率不超过f h ，当抽样频率f S ≥2 f h 时，抽样后的信号就包含原连续的全部信息。 6、误码率：误码率是指通信过程中，系统传输错误的码元数与所传输码元总数之比。 7、误比特率：指在通信过程中，系统传输错误的比特数与所传输的总比特之比。 三、画图题：(HDB3码) 编码规则：（1）当信息序列中连“0”个数不超过3时，仍按AMI 码的规则编码，即传号极性交替。（2）当连“0”个数超过3时，则将第四个“0”改为非“0”脉冲，记为+v 或-v ，即用000V 替代长连零小段0000，V 码的极性与前一个非零码的极性相同。（3）检查V 码是否交替。若不交替，将四连“0”的第一个“0”更改为与该破坏脉冲相同极性的脉冲，并记为+B 或-B ，即把当前的000V 用B00V 代替，B 的极性与前一个非零码的极性相反，加上B 码后，则后边所有非零码极性相反。例如下： 信息：0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 HDB3:0 +1 0 0 0 +v -1 +1 -B 0 0 -V 0 +1 -1 +1 0