眼图是分析通信链路整体质量的强大工具。它揭示了通信链路的重要特性,包括定时灵敏度、噪声容限、,符号间干扰和过零抖动。它还显示接收机的最佳采样时间,指示何时对传入信号进行采样以将其转换为符号流。在接收器上绘制眼图更有用,它可以为工程师提供视觉线索,以检查信号完整性并发现设计过程早期阶段的问题。
眼图的应用
对于通过噪声信道接收到的每个符号,接收机必须对传输的内容进行最佳估计。最终,这归结为在信号经过均衡器和匹配滤波器处理后,找出每个符号的最佳判决时间(通过定时恢复电路)。
在眼图中,波形的每个周期都被重复并重叠在一起,形成类似眼睛的图案。它通常是在决策之前可视化的。它揭示了在存在诸如定时抖动(由于不完美的恢复时钟)、判决点之前接收信号中的噪声级等失真的情况下,接收机区分信号电平的能力。。,
理想的眼图将显示睁大眼睛这在水平和垂直方向上都有很大的裕度,使得接收机决策中的错误率尽可能低。图1描述了2-PAM调制的眼图平方升余弦(β=1)脉冲形状的通过AWGN信道有E类b条N个0=50分贝(几乎没有噪音)。
图1:使用平方根升余弦滤波器形成的2-PAM调制的两个符号持续时间的理想眼图。
眼睛变窄意味着对噪声的敏感性增加,因为更多噪声的存在会导致错误的符号决定。本质上,错误的符号决定可能是由定时抖动(在水平方向测量)、幅度变化(在垂直方向测量)或符号间干扰(影响两个方向的信号)引起的。图2描述了通过AWGN信道发送的2-PAM调制符号的眼图,该信道具有E类b条N个0=20分贝(信噪比)。
图2:被AWGN噪声破坏的2-PAM调制脉冲形状符号的眼图(EbN0=20dB)
根据计算机内存中的信号构建眼图。
为了构建眼图,信号被分成相等的部分。每个部分的样品数量应与
,其中
是符号周期(与过采样因子有关
根据方程式(1)。
![L=\frac{T_{sym}}{T_s}=\frac{F_s}{F{sym{}\quad\quad\四(1)](data:image/svg+xml,%3Csvg%20xmlns='http://www.w3.org/2000/svg'%20viewBox='0%200%201%201'%3E%3C/svg%3E)
因素
表示过采样因子或上采样率它是符号周期的比率(
)和采样周期(
)或等效地,采样率的比率
以及符号速率![F_{对称}](data:image/svg+xml,%3Csvg%20xmlns='http://www.w3.org/2000/svg'%20viewBox='0%200%201%201'%3E%3C/svg%3E)
当所有这些截面以重叠方式绘制时,它会生成眼图。这在以下Matlab函数中实现。该函数的示例用法在本章的下一节中给出,示例输出如下图所示。
图3:接收器符号采样器前匹配滤波器输出的眼图
程序1:plotEyeDiagram.m:绘制眼图的功能(请参阅《使用Matlab的无线通信系统》一书)
函数[eyeVals]=plotEyeDiagram(x,L,nSamples,offset,nTraces)%绘制眼图的功能%x-表示信号的输入向量%L-过采样系数(用于计算绘图中的x轴)%n样本-每条记录道的样本数-最好设置为整数%过采样因子L的倍数(每个符号的位数)%offset-数据中开始打印的初始偏移%轨迹-要绘制的轨迹数%如果信号处理工具箱不可用,则将M=1%并将表示y=interp(x,M)的行转换为y=x.....参考《使用Matlab的无线通信系统》一书.....结束
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[1]泰克应用说明:眼图解剖。↗
[2]Anritsu应用说明:了解眼型测量。↗
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