根据存储的信号样本构建眼图

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E类b条N个0=50分贝(几乎没有噪音)。

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。
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)。

所示的2-PAM调制脉冲形状符号的眼图被awgn噪声破坏
图2:被AWGN噪声破坏的2-PAM调制脉冲形状符号的眼图(EbN0=20dB)

这篇文章是这本书的一部分
Matlab中的无线通信系统(第二版),ISBN:979-8648350779,可从中获得电子书(PDF)格式纸质(硬拷贝)格式.

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NT_{对称},其中T_{符号}是符号周期(与过采样因子有关L(左)根据方程式(1)。

L=\frac{T_{sym}}{T_s}=\frac{F_s}{F{sym{}\quad\quad\四(1)

因素L(左)表示过采样因子上采样率它是符号周期的比率(T_{符号})和采样周期(T_s(_T))或等效地,采样率的比率表格(_s)以及符号速率F_{对称}

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。

平方根升余弦脉冲整形的匹配滤波器输出眼图
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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进一步阅读

[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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本章主题

脉冲整形、匹配滤波和部分响应信号
介绍
零ISI的奈奎斯特准则
脉冲整形和匹配滤波系统的离散时间模型
□矩形脉冲整形
□Sinc脉冲整形
□提升正弦脉冲整形
□正方形-正弦波提升脉冲整形
眼睛示意图
用SRRC滤波实现匹配滤波系统
□绘制眼图
□性能模拟
部分响应信号模型
□PR信号方案的脉冲响应和频率响应
预编码
□实现模块M预编码器
□模拟和结果

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