码间串扰

信号脉冲的重叠

所谓码间串扰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。

基本定义

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。这种现象被称为码间串扰（InterSymbol Interference，ISI）。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。

码间干扰是数字通信系统中除噪声干扰之外最主要的干扰，它与加性的噪声干扰不同，是一种乘性的干扰。造成码间干扰的原因有很多，实际上，只要传输信道的频带是有限的，就会造成一定的码间干扰。

消除码间串扰的基本思想

由于数字信息序列是随机的，要想通过在接收滤波器输出的信号抽样信号中的各项相互抵消使码间串扰为0是不行的，这就需要对基带传输系统的总传输特性h(t)的波形提出要求。如果相邻码元的前一个码元的波形到达后一个码元抽样判决时刻已经衰减到0，就能满足要求。但是，这样的波形不易实现，因为现实中的h(t)波形有很长的“拖尾”，也正是由于每个码元的“拖尾”造成了对相邻码元的串扰。这就是消除码间串扰的基本思想。

无码间串扰的条件

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，若对h(t)在时刻t=kTs（这里假设信道和接收滤波器所造成的延迟t0=0）抽样，则应有下式成立：

上式（1）称为无码间串扰的时域条件。即，若h(t)的抽样值除了在t=0时不为零外，在其他所有抽样点上均为零，就不存在码间串扰。

无码间串扰的传输特性的设计

1.理想低通特性

满足奈奎斯特第一准则的有很多种，一种极限情况，就是为理想低通型，即

当h(t)等于正负kTs（k不等于0）时有周期性零点，当发送序列的时间间隔为Ts时，正好巧妙地利用了这些零点，只要接收端在t=kTs时间点上抽样，就能实现无码间串扰。

令人遗憾的是，虽然理想低通传输特性达到了基带系统的极限传输速率和极限频带利用率，可是这种特性在物理上是无法实现的。而且，它的冲激响应h(t)作为传输波形仍然是不适宜的。

2.余弦滚降特性

为了解决理想低通特性存在的问题，可以使理想低通滤波器特性的边沿缓慢下降，这称为滚降。只要H(w)在滚降段中心频率处呈奇对称的振幅特性，就必然可以满足奈奎斯特第一准则，从而实现无码间串扰传输。这种设计也可看成是理想特性以奈奎斯特带宽为中心按奇对称条件进行滚降的结果。设计的关键参数是滚降系数。

这种系统所占的频带宽，是理想低通系统的2倍。

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