通信系统建模与仿真（基于MWORKS） 课件 第5章 数字信号基带传输

数字信号基带传输课程代码：XXXXXXXX主讲人：李伟数字基带信号传输与码间串扰03目录CONTENTS概述0102数字基带信号的码型概述01信号1.信号的概念我们常把从外界获取到的各种有意义的消息称为信息。而什么是信号呢？信号是反映信息的各种物理量，是系统直接进行加工、变换以实现通信的对象。信号是信息的表现形式，信息是信号的具体内容；信号是信息的载体，通过信号传输信息。在《信号与系统》课程中，信号是传输有关一些现象的行为或属性的信息的函数。如果抽象地来谈信号，其实它就是数学上的函数的概念，通常这个函数的自变量是时间或者位置。信号2.信号的分类（1）按照信号的连续性，其可分为连续信号和离散信号。连续信号就是在连续时间内都有定义的信号，即对于任意时间值（除若干不连续点外）都可以给出确定的函数值。离散信号即仅在一些离散的瞬间才有定义的信号，在其他时间上没有定义。（2）按照能否用确切的时间函数表示，信号可分为确定信号和随机信号。确定信号可以表示为确定的时间函数，即其在任意时刻的值都能精确确定。随机信号不能用确定的时间函数表示，即其在任意时刻的值都不能精确确定，它在任意时刻的值都具有不确定性，我们只可能知道它的统计特性。（3）按照是否具有周期性，信号可分为周期信号和非周期信号。周期信号是指每隔一定时间，按相同规律重复变化的信号；非周期信号是不具有周期性的信号。信号2.信号的分类（4）按照总能量是否有限，信号可分为能量信号和功率信号。信号能量的计算公式如下：能量W为有限值的信号称为能量信号，能量信号具有零平均功率。信号平均功率的计算公式如下：平均功率为有限值而信号总能量为无限值的信号称为功率信号，功率信号具有无限大能量。一个信号可以既不是能量信号也不是功率信号，但不可能即是能量信号又是功率信号。因为能量信号具有零平均功率，功率信号具有无限大能量。（5）按照维数的不同，信号可分为一维信号和多维信号。可以表示为一个变量的信号称为一维信号；可以表示为多个变量的信号称为多维信号。数字基带信号1.数字基带信号在数字通信系统中，来自数据终端的原始数据信号，如计算机输出的二进制序列、电传机输出的代码等，往往包含了丰富的低频分量甚至直流分量，这些未经调制的数字信号的频谱一般都是在零频和零频附近开始的，故我们一般将其称为数字基带信号。2.数字信号基带传输在某些具有低通特性的有线信道（如双绞线、电缆）中，当传输距离不太远时，数字基带信号可以不经调制直接进行传输，这种方式称为数字信号基带传输，基带传输是最基本的数据传输方式。目前数字信号一般都使用基带传输。基带传输方式不适合语言和图像等信息，故目前一般用来作为基带网络的布局，如控制局域网等。基带传输要求传输的距离不能太远，一般不超过25千米，且传输质量会随着传输距离的增长而线性降低。数字基带传输系统的构成数字基带传输系统的结构如图5-1所示。系统的传输函数为H(ω)=GT(ω)C(ω)GR(ω)n(t)为信道内的噪声。系统主要由脉冲形成器、发送滤波器、信道、接收滤波器和采样判决器等组成。图5-1数字基带传输系统数字基带传输系统的构成1.脉冲形成器脉冲形成器的输入是计算机输出的二进制序列或者电传机输出的代码等经过转换后的二进制脉冲序列，用{dk}表示。脉冲形成器可以把二进制序列转化成适合信道传输的码型，并提供同步定时信息，使信号适合信道传输，保证同步工作的顺利进行。脉冲形成器产生的波形由波形参数振幅、脉冲宽度、周期和相位延迟决定。一个好的脉冲形成器可以按固定间隔生成方波脉冲。数字基带传输系统的构成按照输出信号特性和工作原理，脉冲形成器可分为以下三类：（1）恒幅脉冲形成器：输出脉冲幅度保持恒定不变，可以根据需要调整脉冲宽度和重复频率。（2）变幅脉冲形成器：输出脉冲幅度可以随时间调整，可用于模拟各种非线性系统中的信号。（3）多通道脉冲形成器：可以同时生成多个不同相位和幅度的脉冲信号，常应用于通信、雷达等领域。在虚拟仿真建模中，我们可能不方便直接模拟一个脉冲形成器，故可以使用一个随机数生成器加以替代。先用随机数生成器生成一系列二进制信号，用信号转换器将随机生成的二进制信号转换成数字信号，即可获得一个随机脉冲序列。数字基带传输系统的构成2.发送滤波器滤波是指对特定频率进行有效提取，并对提取出的部分进行特定处理（增益，衰减，滤除）。传统的滤波器只有滤波的功能，而当今的滤波器，特别是音频领域内的大部分滤波器，既有滤波的基础功能，又有信号放大的能力。在信号领域内，滤波器分为无源滤波器和有源滤波器。有源滤波器是由集成运放和RC网络构成的，由于集成运放的增益和输入阻抗都很高，且输出阻抗又很低，故有源滤波器还兼有放大信号的作用。数字基带传输系统的构成发送滤波器又称脉冲成形滤波器，用以配合脉冲形成器改善原波形的频谱特性，使原波形变成适合信道传输的波形。常用的发送滤波器有升余弦脉冲滤波器、平方根滤波器和高斯滤波器。1）升余弦脉冲滤波器升余弦脉冲滤波器本质上是一个低通滤波器，但是它的滚降因子会对波形的幅度产生一定的影响。2）平方根滤波器平方根滤波器一般是平方根升余弦成形滤波器，它具有提升接收端的信噪比的作用。若不考虑由信道引起的码间串扰，两个平方根升余弦函数相乘（相当于时域卷积）就可得到升余弦形式的合成的系统传输函数（升余弦满足奈奎斯特第一准则）。3）高斯滤波器高斯滤波器也叫高斯低通滤波器，它具有三个特点：(1)带宽窄，具有良好的截止特性；(2)具有较低的过冲脉冲响应，以防止调制器的瞬间频偏过大；(3)保持滤波器输出脉冲的面积不变，以便于进行相干解调。数字基带传输系统的构成3.接收滤波器接收滤波器也称接收机。信号经过接收端的电阻，会受到热噪声的影响，热噪声符合高斯白噪声的性质，它是加性的。所以接收端通常会用一个滤波器去降低噪声干扰，最常用的接收滤波器有两种：低通滤波器和匹配滤波器。接收滤波器的主要作用是滤除带外噪声，对信道特性进行均衡，使输出的基带波形有利于采样判决器进行判决。数字基带传输系统的构成4.信道信道是信号在通信系统中传输的通道，由信号从发送端传输到接收端所经过的传输介质所构成。广义的信道定义除了包括传输介质，还包括传输信号的相关设备。狭义的信道按照传输介质来划分，可分为有线信道、无线信道和存储信道三类。数字基带传输系统的构成AWGN信道加性高斯白噪声（AdditiveWhiteGaussianNoise，AWGN）是一个数学模型，用于仿真发送端和接收端之间的信道。这个模型是线性增加的宽带噪声模型，具有恒定的频谱密度和高斯分布的幅度。AWGN不适用于衰落、互调和干扰测试。AWGN信道则是指添加高斯白噪声在信号上的信道。为什么要在信道中添加噪声呢？因为噪声是所有通信信道的一个固有部分。香农定理告诉我们，在存在噪声的情况下，通过指定带宽的通信信道传输信息的最大速率是其中，C是信道容量，单位为比特/秒(bit/s)，B是信号带宽，单位为Hz，S是在该带宽上接收的平均功率，单位为W，N是该带宽上的噪声的平均功率，单位为W.要想以可重复的方式仿真真实的信道条件，就必须将随机噪声添加到所需的信号中。数字基带传输系统的构成5.采样判决器采样判决器对信号进行采样，得到信号在不同时刻的一些离散的值，利用采样对原来的基带信号进行恢复。数字基带传输系统的输入信号一般是由终端设备编码器产生的脉冲序列，为了使这种脉冲序列适合在信道传输，其一般要经过码型变换器，码型变换器可把二进制序列变为各种其他的码型（如双极性码中的AMI码或HDB3码等），有时脉冲序列还要进行波形变换，减小信号在基带传输系统内的码间干扰。当信号经过信道时，由于信道特性不理想及噪声的干扰，信号可能会变形。在接收端，为了减小噪声的影响，可以使信号先进入接收滤波器，再经过均衡器，校正由于信道特性（包括接收滤波器在内）不理想而产生的波形失真或码间串扰，最后在取样定时脉冲到来时，利用采样判决器进行判决，以恢复基带数字码脉冲。数字基带信号的码型02常用码型1.常用码型的定义按码元的个数，码型一般分为三种，分别是二元码、三元码和多元码。常用的码型主要包括以下几种。1）单极性非归零码单极性非归零码简称NRZ码，用高电平和低电平分别表示二进制信息中的“1”和“0”，电平在整个码元期间保持不变。单极性非归零码的优点是易于用TTL电路产生，缺点是含有直流分量，在带限信道中不利于传输，不适合远距离传输，只适合近距离传输或在计算机内部传输。2）单极性归零码单极性归零码简称RZ码，它与单极性非归零码的不同之处在于，其信号电压在一个码元终止时刻之前总会回归0电平。一般其在前半时间电平为1，后半时间电平为0。常用码型3）双极性非归零码双极性非归零码简称BNRZ码，其与单极性非归零码类似，但其使用电平-1表示信息0。其缺点是无法从码型中提取同步信息，需要外同步。4）双极性归零码双极性归零码简称BRZ码，与单极性归零码类似，信号电压也会在一个码元终止时刻之前回归0电平。其特点是使用1、-1、0三种电平来表示信息1和0，所以严格来说，它是一个三元码。常用码型3）双极性非归零码双极性非归零码简称BNRZ码，其与单极性非归零码类似，但其使用电平-1表示信息0。其缺点是无法从码型中提取同步信息，需要外同步。4）双极性归零码双极性归零码简称BRZ码，与单极性归零码类似，信号电压也会在一个码元终止时刻之前回归0电平。其特点是使用1、-1、0三种电平来表示信息1和0，所以严格来说，它是一个三元码。5）传号交替反转码传号交替反转码简称AMI（AlternativeMarkInversion）码，其特点是使用交替的1和-1电平来表示信息1，用0电平来表示信息0。其可以看成是单极性非归零码的变形，优点是不含有直流分量，在零频附近的低频分量少。经过全波整流，其可以变为RZ码，可以提取同步信息。其缺点是可能会出现长的连0串，造成提取定时信号困难。常用码型6）三阶高密度双极性码三阶高密度双极性码简称HDB3码，是为了克服AMI会出现长的连0串缺点的一种AMI改进码。HDB3码除具有AMI码的优点之外，还具有正负脉冲平衡的优点，便于直接传输。其编码规则如下：（1）先进行AMI编码。（2）当出现一个连0串（0的个数超过3）时，将第4个0替换为与前一个非0符号同号的脉冲，这个脉冲称为破坏脉冲V。（3）相邻的V必须正负交替插入。为此，当V的取值能满足要求（2）却不能满足此要求时，将连0串中的第一个0变为B，B的符号与前一非0码的符号相反，与后面的V的符号相同。举例如下：消息码：100001000011000011AMI码：-10000+10000-1+10000-1+1HDB3码：-1000-V+1000+V-1+1-B00-V+1-1常用码型7）数字双相码数字双相码也叫曼彻斯特（Manchester）码。编码规则是，用两个不同相位的二进制码来表示0，用相反的相位来表示1。如用10来表示1，用01来表示0。其优点是没有直流分量，编码简单，且含有足够的定时信息；缺点是带宽很大，频带利用率低。8）传号反转码传号反转码简称CMI码。它和双相码类似，也是一种双极性二电平码。其中信息1用11和00交替表示；信息0用01表示。其优点是易于实现，有较多的电平跳变，含有丰富的定时信息。常用码型9）密勒码密勒码（Miller码）又称延迟调制码，是一种变形双相码。编码规则为对原始符号“1”码元起始不跳变，中心点出现跳变来表示，即用10或01表示。信息码连“1”时，后面的“1”要交错编码；信息码中的“0”编码为双极非归零码“00”或者“11”，即码元中间不跳变。信息码连“0”时，使连续两个“0”的边界处发生电平跳变。10）反向不归零编码反向不归零编码简称NRZI码，其既能传输时钟信号，也能尽量不损失带宽。USB2.0通信传输的编码方式就是NRZI码。NRZI码的编码方式非常简单，其和NRZ码的区别是，NRZI码用信号的翻转代表一个逻辑，信号保持不变代表另外一个逻辑，即用信号电平翻转表示0，信号电平不变表示1。常用码型2.常用码型的转换在终端设备输出信号时，输出的往往是二进制编码的信号，在现实中，我们往往使用码型变换器对码型进行变换，把二进制编码转换成更多其他的码型，以适应信道。而在模拟建模的条件下，我们往往需要编写函数构建一个码型变换器，来对我们已有的二进制编码进行转换。在MWORKS.Syslab中，可以通过编写程序将二进制编码转换成其他的码型。常用码型3.常用波形的绘制下面通过例子演示常用波形的绘制。【例5-11】绘制AMI码波形。在MWORKS.Syslab中输入如下代码：usingPlotsfunctionami_waveform(bits::Vector{Int})x=[]y=[]current_level=1#当前电平为正电平forbitinbitsifbit==1current_level*=-1#如果是1，改变电平为负电平endpush!(x,length(y))#将时间点添加到x轴上push!(y,current_level)#将当前电平添加到y轴上endplot(x,y,ylim=(-1.5,1.5),xlabel="Time",ylabel="Amplitude")#绘制AMI码波形，设置y轴范围和标签endbits=[0,1,0,0,1,0,1]#AMI码波形的数字信号序列ami_waveform(bits)#调用函数绘制AMI码波形码型的功率谱分布1.定义由于数字基带信号是一个随机脉冲序列，没有确定的频谱函数，所以只能用功率谱来描述其频谱特性。下面介绍一些常见的基本码型的功率谱密度计算方法。假设数字基带信号以某种标准波形g(t)在码元周期

内传输，则数字基带信号可表示为随机序列这里，g(t)为标准脉冲波形；

为基带信号在

时间间隔内幅度值，由编码规律和输入信码决定；

为码元周期。码型的功率谱分布由于在一般情况下，数字基带信号不是广义平稳随机过程，因此不能直接引用确定信号时自相关函数和功率谱密度之间存在的傅里叶变换关系。但如果假设周期性平稳随机过程是各态历经性的，则可以导出功率谱密度计算公式为其中G(f)是脉冲波形g(t)的傅里叶变换。除上式所定义的连续谱之外，在频率

处还存在如下的离散线谱：这里，δ()为狄拉克函数。科学计算方法数字基带信号功率谱集中在低频部分，功率谱形状主要依赖于单个码元波形的频谱函数

或

，两者之中应取较大带宽的一个作为序列带宽。通常以谱的第一个零点作为矩形脉冲的近似带宽，它等于脉宽的倒数，即

。其中

，为位定时信号的频率，在数值上与码速率R相等，即

，故有

。码型的功率谱分布2.常用码型的功率谱密度1）单极性不归零码有脉冲为“1”，无脉冲为“0”。脉冲宽度τ=码元周期功率谱密度为2）单极性归零码有脉冲为“1”，无脉冲为“0”脉冲宽度τ=码元周期功率谱密度为码型的功率谱分布2.常用码型的功率谱密度3）双极性不归零码正脉冲为“1”，负脉冲为“0”脉冲宽度τ<码元周期功率谱密度为4）双极性归零码正脉冲为“1”，负脉冲为“0”脉冲宽度τ<码元周期功率谱密度为数字基带信号传输与码间串扰03变量与常量在5.1.3小节中，我们介绍了数字基带传输系统的构成，本节我们来介绍基带信号传输系统中数字基带信号传输的定量分析。数字基带信号传输的定量分析主要涉及以下几方面：（1）信号功率：数字基带信号的功率可以通过计算信号的平方平均值得到，即P=E[X2]，其中X为信号样本。信号功率是评估信号强度的重要指标，也是计算信噪比的基础。（2）带宽：数字基带信号的带宽是指信号频谱中的最高频率和最低频率之间的差值。带宽是衡量信号传输速率的重要指标，通常用赫兹（Hz）作为单位。基带信号传输系统（3）采样频率：数字基带信号的采样频率是指在单位时间内对信号进行采样的次数。采样频率越高，越可以准确地重构原始信号，但也会增加传输和处理的计算量。（4）误码率：数字基带信号在传输过程中可能会出现误码，即接收端接收到的信号与发送端发送的信号不同。误码率是衡量数字基带信号传输质量的重要指标，通常用百分比表示。（5）码间串扰：数字基带信号传输过程中，相邻的码元之间可能会相互影响，导致码间串扰。码间串扰会降低信号传输质量，通常用分贝（dB）表示。基带信号传输系统通过对数字基带信号的功率、带宽、采样频率、误码率和码间串扰等指标进行定量分析，可以评估数字基带信号传输质量，优化传输方案，提高信号传输效率和可靠性。下面将运用数字基带传输系统定量分析模型进行分析，如图5-11所示。

图5-11数字基带传输系统定量分析模型基带信号传输系统在模型中，假设

为发送滤波器的输入二进制序列，在这种情况下

的取值为0，1或者-1，1。我们可以把这个序列对应的数字基带信号表示如下：这个信号是由时间间隔为

的单位冲激函数构成的序列

，其中，每个

的强度都由

决定

。设发送滤波器的传输特性为

，信道的传输特性为

，接收滤波器的传输特性为

，则模型中展示的数字基带传输系统的总传输特性为其单位冲激响应为

是在单个

的作用下，由

形成的输出波形。因此在冲激脉冲序列

的作用下，接收滤波器输出的信号r(t)可表示为在这个式子中，

为加性噪声

经过接收滤波器后输出的噪声。基带信号传输系统采样判决器对

进行采样判决，以确定所传输的二进制输入符号序列

。举例如下：假设我们想要确定第i个码元的取值

，应在

时刻（

为信道和接收滤波器所造成的延迟）对r(t)进行采样，以确定r(t)在该样点上的值。可得：式中，

为第i个接收码元波形的采样值，它是确定

的重要依据；

为除第i个码元以外的其他码元波形在i个采样时刻上的总和（代数和），它对当前码元

的判决起着干扰的作用，所以称为码间串扰值，由于

是以一定概率出现的，故码间串扰值通常是一个随机变量；

为输出噪声在采样瞬间的值，它是一种随机干扰，也会影响对第i个码元的正确判决。基带信号传输系统此时，实际采样值

中，不仅有本码元的值，还有码间串扰值及噪声，故当将

加到判决电路中时，对取值

的判决可能是对的也可能是错的。例如，在进行二进制数字通信时，

的可能取值是“0”或“1”，若判决电路的判决门限为

，则此时的判决规则为很明显，只有当码间串扰值和噪声足够小时，才能基本保证上述判决的正确性；否则，有可能发生错误判决的情况，从而造成误码的产生。因此，为了使基带信号脉冲传输能够获得足够小的误码率，必须最大限度的减小码间串扰和随机噪声的影响。这也是为什么我们要研究数字信号基带传输的原因。无码间串扰的基带传输码间串扰（Inter-SymbolInterference，ISI）的定义：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，蔓延到当前码元的采样时刻上，从而对当前码元的判决造成干扰。简单来说，就是不同时刻发送的码元之间相互影响，比特时间越短，码间串扰影响越大。对于信道，我们期待它是理想的，不会让原信号产生任何变形，其（归一化）频率响应

被期待处处为1，即在相应的时域上，其（归一化）冲击响应为

。但实际上，信道通常只在某个给定的带宽内保持平坦，其（归一化）频率响应不是对所有频率f都恒为1。无码间串扰的基带传输1.无码间串扰的条件码间串扰的出现一般难以避免，对于数字基带通信系统来说，关键是在码元采样判决时刻，能否消除码间串扰的影响。码间串扰取决于基带信号传输系统的特性

，而一个满足无码间串扰的系统应该满足如下条件：即基带信号传输系统的冲激响应波形本码判决时刻不为0，其他采样点上均为0。这一条件是数字基带传输系统无码间串扰的充要条件，它也可以用传输系统总的频率响应

（从频域上）来表述，称为奈奎斯特（Nyquist）准则。无码间串扰的基带传输无码间串扰的频域条件如下：若码元的周期为T，则系统需要的最小带宽为若已知系统的带宽为

，则可得到的无码间串扰系统的最大码元速率为对于无码间串扰的基带系统，可获得最大的频带利用率为这是在无码间串扰条件下，基带系统所能达到的极限情况。无码间串扰的基带传输2.无码间串扰的传输特性的设计很容易想到的一种设计，此时i=0，即此时，

表示一理想低通滤波器，它的冲激响应无码间串扰的基带传输2.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情况有很多种，一种极限的情况就是理想低通情况。理想低通的传输函数具有这样的特性：其在频率低于截止频率时，可以满足无失真系统的条件。频率低于截止频率的这个区域称为导通区域。频率高于截止频率的区域就是所谓的截止区域。此时的传输特性和冲激响应分别为理想低通滤波器的截止频率若为

，则不产生码间串扰的最高码元速率

，此时

也就是奈奎斯特速率。具有理想低通特性的系统可以实现无码间干扰，也可以达到理论上的性能极限。虽然理想低通特性达到了基带传输系统的极限传输速率和极限频带利用率，但是这种特性在物理上是无法实现的。又由于理想低通特性在物理上是无法实现的，且理想的冲激响应“尾巴”很长，衰减慢，因此当存在定时偏差时，可能出现严重的码间串扰。无码间串扰的基带传输2）余弦滚降特性使频域条件成立的情况不止理想低通情况，或者说理想低通情况只是一个极端的例子。为了解决理想低通特性存在的问题，将理性低通波形中的一部分割去，并移到边缘部分去，就可以得到余弦滚降波形。余弦滚降波形的滚降系数

，且的取值范围为[0,1]。

时，传输特性为理想低通特性，

时，传输特性则为升余弦滚降特性。此时的占用带宽为

，此时的频带利用率为

。此时传输特性为此时，它的冲激响应综上所述，余弦滚降特性相比于理想低通特性的优点是：特性容易实现，响应曲线尾部收敛快，摆幅小，缺点是：对定时要求严格；带宽增加；频带利用率降低。眼图1.眼图的定义数字信号的眼图中包含了丰富的信息，眼图可以体现码间串扰和噪声的影响，可以体现数字信号的整体特征，使人们很好地评估数字信号的质量，因此眼图的分析是数字信号完整性分析的关键，也可以用眼图对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰，改善系统的传输性能。眼图实际上是数字信号的一系列不同二进制码按一定的规律在示波器屏幕上累积后的显示，简单地说，由于示波器具有余辉功能，只要将捕获的所有波形按每三个比特分别叠加累积，就可以形成眼图。眼图2.眼图的参数眼高是眼图在垂直轴上所开的大小，与眼图振幅非常相似。眼宽是眼图在水平轴上所开的大小，反映信号的总抖动，其定义为两上缘与下缘交叉点（CrossingPoint）之间的时间差。交叉点之间的时间是基于信号中的两个零交叉点处的直方图平均数计算而来的，每个分布的标准偏差是由两个平均数之间的差值相减而来的。眼幅度表示“1”电平分布与“0”电平分布平均数之差，其测量是通过在眼图中央位置附近区域（通常为零点交叉时间之间距离的20%）分布的振幅值进行的。眼交叉比用于测量交叉点振幅与信号“1”及“0”位准之关系，因此不同眼交叉比可传输不同信号位准。一般标准信号的眼交叉比为50%，即表示信号“1”及“0”各占一半的位准。眼图中的“1”电平（Ptop）与“0”电平（Pbase）即是表示逻辑1或逻辑0的电压位准值，实际选取眼图中间的20%UI（UI指单位间隔，相当于一个时钟周期）部分向垂直轴投影，作直方图，直方图的中心值分别为“1”电平和“0”电平。眼图2.眼图的参数消光比在光通信发射源的测量上是相当重要的参数，它的大小决定了通信信号的品质。消光比越大，代表在接收端会有越好的逻辑鉴别率；消光比越小，表示信号越易受到干扰，系统误码率会上升。Q因子是用于测量眼图信噪比的参数，它的定义是接收端在最佳判决门限下信号功率和噪声功率的比值，适用于各种信号格式和速率的数字信号。Q因子综合反映眼图的质量。Q因子越高，眼图的质量就越好，信噪比就越高。Q因子一般受噪声、光功率、阻抗匹配等因素的影响。一般来说，眼图中的1电平的这条线越细、越平滑，Q因子越高。在不加光衰减的情况下，发送侧眼图的Q因子不应该小于12，接收侧眼图的Q因子不应该小于6。眼图的平均功率是整个数据流功率的平均值。与眼图振幅不同，平均功率是直方图的平均值。如果数据编码正常工作，平均功率应为总眼图振幅的50%。眼图3.眼图分析法在实际系统中，完全消除码间串扰是十分困难的，而码间串扰对误码率的影响目前尚无数学上便于处理的统计规律，不能进行准确计算。为了衡量数字基带传输系统性能的优劣，在实验室中，我们通常用示波器观察接收信号波形的方法来分析码间串扰和噪声对系统性能的影响，这就是眼图分析法。通过对眼图中“眼睛”不同部位的表征，可以快速地判断和定性信号的问题。比如眼图跳变沿交叉点的上下区域可以代表占空比，如果上下区域比例不对称，则代表占空比的结果可能存在问题。有时候为了能简单直观地判断眼图指标是否符合要求，可以