数字通信 - 脉冲整形
在了解了不同类型的编码技术之后，我们了解了数据容易失真的原因，以及如何采取措施防止数据受到影响，从而建立可靠的通信。
还有另一种最容易发生的重要失真，称为符号间干扰 (ISI)。
符号间干扰
这是一种信号失真形式，其中一个或多个符号会干扰后续信号，从而导致噪声或输出不良。
ISI 的原因
ISI 的主要原因是 −
- 多径传播
- 信道中的非线性频率
ISI 是不受欢迎的，应完全消除以获得干净的输出。还应解决 ISI 的原因，以减轻其影响。
要以数学形式查看接收器输出中存在的 ISI，我们可以考虑接收器输出。
接收滤波器输出 $y(t)$ 在时间 $t_i = iT_b$ 处采样（其中 i 取整数值），得出 −
$y(t_i) = \mu \displaystyle\sum\limits_{k = -\infty}^{\infty}a_kp(iT_b - kT_b)$
$= \mu a_i + \mu \displaystyle\sum\limits_{k = -\infty \ k eq i}^{\infty}a_kp(iT_b - kT_b)$
在上面的等式中，第一项 $\mu a_i$ 由第 ith 个传输位产生。
第二项表示所有其他传输位对第 ith 个位解码的残余影响。这种残余影响称为符号间干扰。
在没有 ISI 的情况下，输出将为 −
$$y(t_i) = \mu a_i$$
该等式表明第 ith 个传输位被正确再现。然而，ISI 的存在会在输出中引入位错误和失真。
在设计发射器或接收器时，重要的是要尽量减少 ISI 的影响，以便以尽可能低的错误率接收输出。
相关编码
到目前为止，我们已经讨论了 ISI 是一种不受欢迎的现象，它会降低信号质量。但是，如果以受控方式使用相同的 ISI，则可以在带宽为 W 赫兹的信道中实现每秒 2W 比特的比特率。这种方案称为 相关编码 或 部分响应信令方案。
由于 ISI 的数量已知，因此很容易根据要求设计接收器，以避免 ISI 对信号的影响。相关编码的基本思想可以通过考虑双二进制信令的例子来实现。
双二进制信令
双二进制这个名字意味着将二进制系统的传输能力加倍。为了理解这一点，让我们考虑一个二进制输入序列{ak>，它由不相关的二进制数字组成，每个数字的持续时间为Ta秒。其中，信号 1 用 +1 伏表示，符号 0 用 -1 伏表示。
因此，双二进制编码器输出 ck 为当前二进制数字 ak 与前一个值 ak-1 之和，如下式所示。
$$c_k = a_k + a_{k-1}$$
上述等式表明，不相关的二进制序列 {ak> 的输入序列变为相关的三级脉冲序列 {ck>。脉冲之间的这种相关性可以理解为以人为的方式在传输信号中引入 ISI。
眼图
研究 ISI 效应的有效方法是眼图。眼图的名称源于其与人眼对二进制波的相似性。眼图的内部区域称为眼孔。下图显示了眼图图像。
抖动是数字信号瞬间相对于其理想位置的短期变化，这可能导致数据错误。
当 ISI 的影响增加时，从眼图上部到下部的轨迹会增加，如果 ISI 非常高，眼图会完全闭合。
眼图提供有关特定系统的以下信息。
实际眼图用于估计误码率和信噪比。
眼图的宽度定义了接收波可以在没有 ISI 错误的情况下进行采样的时间间隔。
眼图较宽的时刻将是采样。
根据采样时间，眼图闭合率决定了系统对定时误差的敏感度。
在指定的采样时间内，眼图张开的高度定义了噪声裕度。
因此，眼图的解释是一个重要的考虑因素。
均衡
为了建立可靠的通信，我们需要有高质量的输出。必须处理信道的传输损耗和影响信号质量的其他因素。正如我们所讨论的，最常见的损耗是 ISI。
为了使信号不受 ISI 的影响，并确保最大的信噪比，我们需要实施一种称为均衡的方法。下图显示了通信系统接收器部分的均衡器。
图中所示的噪声和干扰很可能在传输过程中发生。再生中继器具有均衡器电路，该电路通过整形电路来补偿传输损耗。均衡器是可行的。
错误概率和品质因数
可以传输数据的速率称为数据速率。传输数据时位中发生错误的速率称为误码率 (BER)。
BER 发生的概率是错误概率。信噪比 (SNR) 的增加会降低 BER，因此错误概率也会降低。
在模拟接收器中，检测过程中的品质因数可以称为输出 SNR 与输入 SNR 的比率。品质因数值越大越有优势。
