基带传输系统中码间串扰产生的原因

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。

通信原理课程中数字基带传输系统的码间串扰及其判断作者：邓尚伟来源：《学园》2014年第16期【摘要】本文介绍了高职院校通信原理课程中数字基带传输系统的码间串扰及其判断方法。

【关键词】码间串扰（ISI）奈奎斯特第一准则奈奎斯特带宽B 无ISI的最高码率RBmax【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）16-0072-01在高职通信原理课程中，数字基带传输系统的码间串扰及其判断是高职学生在学习本课程中的一个难点。

本文主要介绍无码间串扰的数字基带传输系统的传输特性判断方法。

一无码间串扰的基带传输特性码间串扰（InterSymbol Interference，简称ISI）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。

原因是系统传输总特性H（ω）（包括收、发滤波器和信道的特性）不理想，导致码元的波形畸变、展宽和拖尾。

在1924年，奈奎斯特（Nyquist）就推导出了著名的奈氏准则。

他给出了在假定的理想条件下，为了避免码间串扰，码元的传输速率的上限值。

奈奎斯特给出的无ISI的基带传输特性的条件是：1.时域条件只要基带传输系统的冲激响应波形h（t）仅在本码元的抽样时刻上有最大值，并在其他码元的抽样时刻上均为0，则可消除码间串扰。

即：从以上分析中可看出，采用方法1能简明快捷地判断实际系统能否实现无ISI的基带数据传输，比教材上普遍采用的方法2更能让学生理解和掌握。

参考文献[1]樊昌信、曹丽娜编著.通信原理（第6版）[M].北京：国防工业出版社，2006〔责任编辑：庞远燕〕。

第一章绪论填空1、在八进制中（M=8），已知码元速率为1200B，则信息速率为 3600b/s 。

2、在四进制中（M=4），已知信息速率为2400b/s，则码元速率为 1200B 。

3、数字通信与模拟通信相比较其最大特点是_占用频带宽和__噪声不积累_。

4、数字通信系统的有效性用传输频带利用率衡量，可靠性用差错率衡量。

5、模拟信号是指信号的参量可连续取值的信号，数字信号是指信号的参量可离散取值的信号。

消息：指通信系统传输的对象，它是信息的载体。

是信息的物理形式信息：是消息中所包含的有效内容。

信号：是消息的传输载体！信息源的作用就是把各种消息转换成原始信号。

发送设备：产生适合在信道中传输的信号，使发送信号的特性和信道特性相匹配，具有抗信道干扰的能力，可能包含变换、放大、滤波、编码、调制等过程。

简答1、码元速率与信息速率的关系？R b=R B log2M R b信息传输速率 R B码元速率 M是进制 T B码元长度 R B=1/T B2、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？答：按传输信号的复用方式，通信系统有三种复用方式，即频分复用、时分复用和码分复用。

频分复用是用频谱搬移的方法使不同信号占据不同的频率范围；时分复用是用抽样或脉冲调制方法使不同信号占据不同的时间区间；码分复用则是用一组包含正交的码字的码组携带多路信号。

3、解释半双工通信和全双工通信，并用实际通信系统举例说明？半双工，双向不同时通信，如：对讲机；双工，双向同时通信，如：移动通信系统4、简述数字通信系统的基本组成以及各部分功能，画出系统框图。

信源：把各种消息转换成原始信号。

信道：用来将来自发送设备的信号传送到发送端。

信宿：传送消息的目的地。

信源编码/译码：提高信息传输的有效性，二是完成模/数转换。

信道编码/译码：作用是进行差错控制。

加密解密：为了保证所传信息的安全。

数字调制解调：把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道传输的带通信号。

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。

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。

1. 写出香农信道容量公式及所能得出的结论，和在实际生活中的体现？①香农信道容量公式：220log (1)log (1)S S C B B N n B=+=+ ②结论：a 。

S ↑时C ↑,且S →∞时C →∞;ｂ。

0n ↓时C ↑,且00n →时C →∞;c 。

B ↑时C ↑,但B →∞时01.44S C n ;（存在极限) ③实际应用中的体现:2log (1)S I CT BT N ==+a.S B N↔；例:实时通信,ＣDM Ａ,扩频通信; b 。

B T ↔例:下载，扩频通信；ｃ。

S T N ↔例:空间通信； 扩展:香农信道容量公式三要素：S ,0n ，B2. 如何评价模拟通信系统和数字通信系统的有效性和可靠性?①有效性:指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔)，或者说是传输的“速度”问题。

②可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量"问题。

③对于模拟通信系统：有效性用带宽来衡量,可靠性用信噪比来衡量。

④对于数字通信系统：有效性用传输速率或频带利用率来衡量，可靠性用误码率来衡量。

模拟通信系统:已调信号带宽越小，有效性越好,解调器输出信噪比越高,可靠性越好。

数字通信系统：频带利用率越高,有效性越好,误码率越小，可靠性越高.3. 列举三种常见的复用方式，并进行比较。

精解:①频分复用(FDM)：利用不同频段传送不同信号。

（同时不同频)②时分复用(ＴDM):利用不同时隙传送不同信号。

(同频不同时)③码分复用（ＣDM)：利用不同正交码传送不同信号。

(同频同时)4. 电话信道特性不理想时，会产生哪种影响?如何去解决?★★★电话信道属于恒参信道，如果信道特性不理想的话,会导致信号发生幅度畸变,相位畸变,从而导致码间干扰。

解决方法：采用均衡技术。

5. 为什么绝大多数无线信道对信号的影响要比有线信道大？在无线通信系统中,主要采用什么技术解决这种影响？①大多数无线信道都属于随参信道，随参信道的特点:信道参数随时间变化,损耗时变,时延时变,多径传播；②随参信道对信号的影响：瑞利型衰落，多径传播引起的频率弥散，频率选择性衰落；③在无线通信系统中多采用分集技术。

1．设每秒传送N 个M 进制码元，则码元速率为N ，信息传输速率为 N log 2M 。

2．在PCM30/32路基群帧结构中，TS0用来传输_帧同步信息 ，TS16用来传输信令信息 。

3．载波同步的方法一般可分为 插入导频法（外同步法）和 直接法（自同步法 。

4．香农公式表明通信系统的有效性和可靠性指标是一对矛盾。

5．模拟调制方式分_幅度调制（或线性调制） 和_角度调制（或非线性调制） 两大类，其中SSB 调制方式占用的带宽最窄，为 基带信号带宽 。

6．在相干解调中，要求s(t)与发送端实现载波同步，解调后的脉冲信号对准最佳取样判决位置的过程叫位同步（码元同步），把各组数据区别开来则需要 群同步（帧同步）。

7．数字通信与模拟通信相比较其最大特点是占用频带宽和噪声不积累。

8．调制信号的最高频率为Fh ，则常规调幅信号的带宽为 2f h ，单边带信号的带宽为 f h ，双边带信号的带宽为 2f h ，残留边带信号的带宽为 f h ～2f h 。

9．在2ASK 、2FSK 、2PSK 通信系统中，可靠性最好的是 2PSK ，有效性最差的是 2FSK 。

10．在独立等概的条件下，M 进制码元的信息量是二进制码元的 log 2M 倍；在码元速率相同情况下，M 进制码元的息速率是二进制的 log 2M 倍。

11．热噪声的频域特性表现为 均匀无限宽、时域特性表现为 杂乱无章 、统计特性表现为 正态分布。

12．恒参信道对信号传输的影响主要体现在 幅频特性和相频特性的不理想，其影响可以采用均衡 措施来加以改善。

13．随参信道的三个特点是：传输损耗随时间变化、传输延时随时间变化 和 衰落 。

14．在模拟通信系统中注重强调变换的 线性关系 。

15．在调制技术中通常又将幅度调制称之为 线性调制 ，而将频率调制和相位调制称之为非线性调制 。

16．DSB 、SSB 、VSB 三种调制方式，其已调信号所占用带宽大小的关系为DSB ＞ VSB ＞ SSB 。