數字通訊 - 脈衝整形
在經歷了不同型別的編碼技術後，我們對資料如何容易受到失真以及採取了哪些措施來防止其受到影響以建立可靠的通訊有了瞭解。
還有一種很可能發生的重要的失真，稱為符號間干擾 (ISI)。
符號間干擾
這是一種訊號失真形式，其中一個或多個符號干擾後續訊號，導致噪聲或產生較差的輸出。
ISI 的原因
ISI 的主要原因是 -
- 多徑傳播
- 通道中的非線性頻率
ISI 是不需要的，應該完全消除以獲得乾淨的輸出。為了減少其影響，還應該解決 ISI 的原因。
為了以接收機輸出中存在的數學形式檢視 ISI，我們可以考慮接收機輸出。
接收濾波器輸出 $y(t)$ 在時間 $t_i = iT_b$（其中i取整數值）處進行取樣，得到 -
$y(t_i) = \mu \displaystyle\sum\limits_{k = -\infty}^{\infty}a_kp(iT_b - kT_b)$
$= \mu a_i + \mu \displaystyle\sum\limits_{k = -\infty \\ k \neq i}^{\infty}a_kp(iT_b - kT_b)$
在上式中，第一項 $\mu a_i$ 由第ith個傳送的位元產生。
第二項表示所有其他傳送的位元對第ith個位元解碼的殘餘影響。這種殘餘效應稱為符號間干擾。
在沒有 ISI 的情況下，輸出將為 -
$$y(t_i) = \mu a_i$$
此等式表明正確地再現了傳送的第ith個位元。但是，ISI 的存在會在輸出中引入位元錯誤和失真。
在設計發射機或接收機時，重要的是您要最大程度地減少 ISI 的影響，以便以儘可能低的錯誤率接收輸出。
相關編碼
到目前為止，我們已經討論過 ISI 是一種不需要的現象，它會降低訊號質量。但是，如果以受控的方式使用相同的 ISI，則可以在頻寬為W赫茲的通道中實現2W位元/秒的位元率。這種方案稱為相關編碼或部分響應訊號方案。
由於 ISI 的量是已知的，因此可以根據需要輕鬆地設計接收機，以避免 ISI 對訊號的影響。相關編碼的基本思想可以透過雙二進位制訊號的示例來實現。
雙二進位制訊號
雙二進位制這個名稱表示將二進位制系統的傳輸能力加倍。為了理解這一點，讓我們考慮一個由不相關的二進位制數字組成的二進位制輸入序列{ak}，每個數字的持續時間為Ta秒。其中，訊號1用+1伏表示，符號0用-1伏表示。
因此，雙二進位制編碼器輸出ck表示為當前二進位制數字ak與前一個值ak-1的總和，如下式所示。
$$c_k = a_k + a_{k-1}$$
上式表明，不相關二進位制序列{ak}的輸入序列被轉換為相關的三電平脈衝{ck}的序列。脈衝之間的這種相關性可以理解為以人工方式在傳送的訊號中引入 ISI。
眼圖
研究 ISI 影響的有效方法是眼圖。眼圖這個名稱來源於它對二進位制波形的人眼相似性。眼圖的內部區域稱為眼開度。下圖顯示了眼圖的影像。
抖動是指數字訊號瞬間與其理想位置的短期變化，這可能導致資料錯誤。
當 ISI 的影響增加時，從眼開度的上部到下部的軌跡會增加，如果 ISI 非常高，則眼圖會完全閉合。
眼圖提供有關特定系統的資訊。
實際眼圖用於估計誤位元速率和信噪比。
眼開度的寬度定義了可以在不受 ISI 影響的情況下對接收波形進行取樣而不會出錯的時間間隔。
眼開度較寬的時間點將是首選取樣時間。
根據取樣時間，眼圖閉合的速率決定了系統對定時誤差的敏感程度。
在指定的取樣時間，眼開度的高度定義了噪聲裕度。
因此，眼圖的解釋是一個重要的考慮因素。
均衡
為了建立可靠的通訊，我們需要有高質量的輸出。必須處理通道的傳輸損耗和其他影響訊號質量的因素。正如我們所討論的那樣，最常見的損耗是 ISI。
為了使訊號免受 ISI 的影響，並確保最大的信噪比，我們需要實現一種稱為均衡的方法。下圖顯示了通訊系統接收部分中的均衡器。
圖中表示的噪聲和干擾在傳輸過程中很可能發生。再生中繼器具有均衡器電路，該電路透過整形電路來補償傳輸損耗。均衡器是可行的。
錯誤機率和品質因數
可以通訊資料的速率稱為資料速率。在傳輸資料時位元中發生的錯誤速率稱為誤位元速率 (BER)。
BER 發生的機率是錯誤機率。信噪比 (SNR) 的增加會降低 BER，因此錯誤機率也會降低。
在模擬接收機中，檢測過程中的品質因數可以表示為輸出 SNR 與輸入 SNR 的比率。較大的品質因數將是一個優勢。