魏瑞

摘要：數(shù)字基帶傳輸具有非常重要的研究及應(yīng)用的的意義，而碼間干擾是一種常見現(xiàn)象，它對該系統(tǒng)具有很大的影響，因此研究碼間干擾非常重要。首先通過Matlab搭建數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)，然后通過噪聲和碼元速率與系統(tǒng)帶寬不匹配來引入碼間干擾，最后對這兩種方法引起的碼間干擾進(jìn)行了研究和仿真分析。

關(guān)鍵詞：數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)；碼間干擾；研究與仿真

中圖分類號(hào):TH91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)24-5906-03

Research of Digital Base Band Transmission System Intersymbol Interference

WEI Rui

(School of Physics and Telecommunication Engineering, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723000, China)

Abstract: Digital baseband transmission is of great importance to the research and application, and ISI is a kind of common phenomenon, it has a lot of influence to the system, so the study on ISI is very important. Firstly, digital baseband transmission system is set up by Matlab, then ISI is introduced by the noise and code element rate without matching the system band. Finally, ISI by these methods causing is re searched and simulated.

Key words: digital base band transmission system; intersymbol interference; research and simulate

數(shù)字通信技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。實(shí)際中，基帶傳輸雖然不如頻帶傳輸應(yīng)用廣泛，但對基帶傳輸?shù)难芯咳杂蟹浅Ｖ匾囊饬x。理論上還可證明，任何一個(gè)采用線性調(diào)制的頻帶傳輸系統(tǒng)，總是可以由一個(gè)等效的基帶傳輸系統(tǒng)來代替。而碼間干擾是數(shù)字信號(hào)傳輸中非常常見問題，它對系統(tǒng)性能有很大的影響，因此對碼間干擾進(jìn)行研究是很有必要地。該文重點(diǎn)研究了碼間干擾的危害及如何引入、消除。

1碼間干擾

碼間干擾是由于系統(tǒng)傳輸特性（包括收、發(fā)濾波器和信道的特性）不理想，導(dǎo)致前后碼元的波形畸變、展寬，并使前面波形出現(xiàn)很長的拖尾，從而導(dǎo)致實(shí)際抽樣判決值是本碼元脈沖波形的值與其它所有脈沖波形拖尾的疊加，引起波形畸變，使對當(dāng)前碼元的判決造成干擾而造成的。在一個(gè)抽樣時(shí)刻，由于鄰近碼元的波形在該點(diǎn)的幅度值不為0，導(dǎo)致對當(dāng)前碼元抽樣的干擾。碼間干擾嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成錯(cuò)誤判決。此時(shí)，實(shí)際抽樣判決值不僅有本碼元的值，還有其他碼元在該碼元抽樣時(shí)刻的串?dāng)_值。顯然，接收端能否有效地正確地接收信息，關(guān)鍵在于能否有效地抑制噪聲和減小碼間干擾。

2消除碼間干擾的總體研究思路

總體研究思路：

1）利用Matlab搭建最佳基帶傳輸系統(tǒng)；

2）通過在最佳基帶傳輸系統(tǒng)引入噪聲和碼元傳輸速率與系統(tǒng)帶寬的不匹配來引入碼間干擾的兩種方法引入碼間干擾；

3）調(diào)整發(fā)送和接收濾波器的參數(shù)和加入均衡器的方法進(jìn)行消除碼間干擾的研究。

本次研究中搭建最佳基帶傳輸系統(tǒng)主要由接受濾波器、信道、接受濾波器、同步提取及抽樣判決五大部分組成，其中接收濾波器的頻率特性與發(fā)送信號(hào)頻譜共軛匹配。由于系統(tǒng)是最佳基帶系統(tǒng)那么系統(tǒng)的是理想的沒有碼間干擾的，要研究碼間干擾對基帶系統(tǒng)的研究要引入碼間干擾，這里利用噪聲破壞系統(tǒng)性能和碼元傳輸速率與系統(tǒng)帶寬的不匹配的兩種方法來引入碼間干擾。然后利用調(diào)整接收濾波器的參數(shù)和加入均衡器的方法進(jìn)行消除碼間干擾的研究。消除碼間干擾的理論依據(jù)是奈奎斯特第一準(zhǔn)則，它為我們提供了一個(gè)檢驗(yàn)給定的數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)特性H(w)是否會(huì)產(chǎn)生碼間干擾的一種很有效的方法。即將H(w)在w軸上以2π/Ts為間隔切開，并平移至（-πTs ,πTs）區(qū)間中進(jìn)行疊加，其結(jié)果如果是一個(gè)常數(shù)那么系統(tǒng)不存在碼間干擾，如果不是常數(shù)那么系統(tǒng)存在碼間干擾。

3消除碼間干擾的研究與仿真分析

1）最佳的無碼間干擾的基帶傳輸系統(tǒng)的研究與仿真分析

將系統(tǒng)設(shè)計(jì)成最佳的無碼間干擾的基帶傳輸系統(tǒng)，即要求發(fā)送濾波器和接收濾波器是對稱的，都是升余弦平方根特性，系統(tǒng)不引入噪聲。由圖1接收濾波器輸出端的眼圖則可以看出在無任何原因引起的無碼間干擾的理想情況下，波形無失真，“眼”開啟得比較大，系統(tǒng)性能良好。

圖1最佳基帶傳輸系統(tǒng)接收濾波器輸出端的眼圖

2）消除噪聲引起基帶傳輸系統(tǒng)碼間干擾的研究與仿真分析

最佳的無碼間干擾的基帶傳輸系統(tǒng)由于引入了噪聲致使系統(tǒng)特性不滿足奈奎斯特第一準(zhǔn)則，從而導(dǎo)致了碼間干擾的產(chǎn)生。圖2是噪聲引入最佳基帶傳輸系統(tǒng)引起的碼間干擾的接收濾波輸出端的眼圖，可以看出噪聲疊加在信號(hào)上，觀察到由于噪聲的影響眼圖的線跡變成了帶狀的線，眼圖的線跡變得模糊不清，眼皮的厚度很大，噪聲越大線條將越粗，眼睛張開的也將越小，說明碼間干擾對系統(tǒng)的性能造成了一定的影響。圖3消除噪聲引起的碼間干擾的接收濾波器輸出端的眼圖，與圖2噪聲引起的碼間干擾的接收濾波器輸出端的眼圖相比可以看出，線跡變得更為清晰，線條變細(xì)，眼睛睜得更大，這表示噪聲對系統(tǒng)的不良影響大大降低了，系統(tǒng)性能得到了提高。同時(shí)說明改變發(fā)送濾波器和接收濾波器的參數(shù)能修正噪聲引起的碼間干擾的基帶系統(tǒng)的系統(tǒng)特性使其滿足來奎斯特第一準(zhǔn)則，從而達(dá)到消除碼間干擾的目的。

3）消除碼元傳輸速率與系統(tǒng)帶寬不匹配引起基帶傳輸系統(tǒng)碼間干擾的研究與仿真分析

最佳的無碼間干擾的基帶傳輸系統(tǒng)由于實(shí)際的碼元傳輸速率與系統(tǒng)的帶寬不匹配致使系統(tǒng)特性不滿足奈奎斯特第一準(zhǔn)則，從而導(dǎo)致了碼間干擾的產(chǎn)生。圖4是碼元傳輸速率與系統(tǒng)帶寬不匹配引起基帶傳輸系統(tǒng)碼間干擾的接收濾波輸出端的眼圖，可以看出此眼圖不夠端正，線跡雜亂，而且眼睛也沒有張大，說明存在碼間干擾的影響。圖5是消除碼元傳輸速率與系統(tǒng)帶寬不匹配引起基帶傳輸系統(tǒng)碼間干擾的均衡器輸出端的眼圖，與圖4相比可以看出，線跡變得少而清晰，眼圖更端正一些，眼睛睜得更大，這表示碼元傳輸速率與系統(tǒng)帶寬的不匹配引起基帶傳輸系統(tǒng)碼間干擾對系統(tǒng)的不良影響降低了，系統(tǒng)性能得到了提高。同時(shí)說明在接受濾波器和抽樣判決器之間加入均衡器（LSM自適應(yīng)濾波器）能修正碼元傳輸速率與系統(tǒng)帶寬不匹配引起的碼間干擾的基帶系統(tǒng)的系統(tǒng)特性使其滿足來奎斯特第一準(zhǔn)則，從而達(dá)到消除碼間干擾的目的。

4結(jié)束語

該文在搭建完基帶系統(tǒng)后分別利用引入噪聲和碼元速率與系統(tǒng)帶寬不匹配這兩種方式產(chǎn)生碼間干擾，在仿真后認(rèn)真觀察接收濾波器輸出端的信號(hào)眼圖，比較這兩種碼間干擾引入前后的不同并分析。同時(shí)在引入碼間干擾之后研究了如何消除其對系統(tǒng)的不利影響，通過仿真分析可以看出改變基帶系統(tǒng)的發(fā)送和接收濾波器的參數(shù)，可以很有效的消除噪聲對系統(tǒng)的影響；對于后一種方式的碼間干擾可以在接收濾波器和抽樣判決器之間引入均衡器加以消除。

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