眼图的定义、原理及模型

null眼图的定义、原理及模型眼图的定义、原理及模型null在实际的通信系统中，数字信号经过非理想的传输系统必定要产生畸变，信号通过信道后，也会引入噪声和干扰，也就是说，总是在不同程度上存在码间干扰的。在码间干扰和噪声同时存在情况下，系统性能很难进行定量的，常常甚至得不到近似结果。为了便于实际系统的性能，常用所谓“眼图”。眼图可以直观地估价系统的码间干扰和噪声的影响，是一种常用的测试手段。 眼图定义眼图定义所谓“眼图”，就是由解调后经过低通滤波器输出的基带信号，以码元定时作为同步信号在示波器屏幕上显示的波形。干扰和失真所产生的传输畸变，可以在眼图上清楚地显示出来。因为对于二进制信号波形，它很象一只人的眼睛。 在图1中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”，一个无失真，另一个有失真(码间串扰)。 在图1中画出两个无噪声的波形和相应的“眼图”，一个无失真，另一个有失真(码间串扰)。 图1 无失真及有失真时的波形及眼图 null图1中可以看出，眼图是由虚线分段的接收码元波形叠加组成的。眼图中央的垂直线示取样时刻。当波形没有失真时，眼图是一只“完全张开”的眼睛。在取样时刻，所有可能的取样值仅有两个：+1或-1。当波形有失真时，在取样时刻信号取值分布在小于+1或大于-1附近，“眼睛”部分闭合。这样，保证正确判决所容许的噪声电平就减小了。换言之，在随机噪声的功率给定时，将使误码率增加。“眼睛”张开的大小就指明失真的严重程度。 为便于说明眼图和系统性能的关系，我们将它简化成图2的形状。 为便于说明眼图和系统性能的关系，我们将它简化成图2的形状。 图2 眼图的重要性质 null由此图可以看出：(1)最佳取样时刻应选择在眼睛张开最大的时刻；(2)眼睛闭合的速率，即眼图斜边的斜率，表示系统对定时误差灵敏的程度，斜边愈陡，对定位误差愈敏感；(3)在取样时刻上，阴影区的垂直宽度表示最大信号失真量；(4)在取样时刻上，上下两阴影区的间隔垂直距离之半是最小噪声容限，噪声瞬时值超过它就有可能发生错误判决；(5)阴影区与横轴相交的区间表示零点位置变动范围，它对于从信号平均零点位置提取定时信息的解调器有重要影响。 null衡量眼图质量的几个重要参数有： 1.眼图开启度(U-2ΔU)/U 指在最佳抽样点处眼图幅度“张开”的程度。无畸变眼图的开启度应为100%。 其中U=U+ + U- 2.“眼皮”厚度2ΔU/U 指在最佳抽样点处眼图幅度的闭合部分与最大幅度之比，无畸变眼图的“眼皮”厚度应等于0。 3.交叉点发散度ΔT/T 指眼图过零点交叉线的发散程度，无畸变眼图的交叉点发散度应为0。 4.正负极性不对称度 指在最佳抽样点处眼图正、负幅度的不对称程度。无畸变眼图的极性不对称度应为0。 null最后，还需要指出的是：由于噪声瞬时电平的影响无法在眼图中得到完整的反映，因此，即使在示波器上显示的眼图是张开的，也不能完全保证判决全部准确。不过，原则上总是眼睛张开得越大，实际判决越准确。所以，还是可以通过眼图的张开度来衡量和比较基带信号的质量，并以此为依据来调整信号在信道中的传输特性，使信号在通信系统信道中传输尽最大可能接近于最佳工作状态。 null END