Межсимвольные искажения

Рис.5. Искажения прямоугольного импульса, поданного на вход (а), связанные с ограничением полосы пропускания (б) и соответствующие искажения восстановленного импульса (в).

Наиболее неприятным результатом искажений импульсов в каналах связи является то, что переходный процесс от одного импульса обычно не завершается к моменту прихода следующего. Импульсы на выходе канала связи накладываются друг на друга, искажаясь еще больше. Взаимные искажения, возникающие в результате наложения импульсов, называют межсимвольной интерференцией. Прямоугольный импульс (рис. 5а), поданный на вход канала связи, в результате искажений, обусловленных ограниченностью полосы пропускания канала связи, и межсимвольной интерференции может иметь на выходе максимальное значение, меньшее чем у входного импульса, что уменьшает отсчетное значение, повышает чувствительность к шумам и помехам и увеличивает вероятность ошибки в определении отсчетного уровня (рис. 5б). Длительность выходного импульса, оцениваемая на уровне половины максимального значения, также отклоняется от заданной величины (такие временные отклонения приводят к краевым искажениям восстановленного импульса, показанным на рис. 5в).

Для оценки влияния межсимвольных искажений в случае передаваемых последовательностей двоичных знаков прибегают к глазковым диаграммам. Процесс построения глазковой диаграммы иллюстрируется на рис. 6. Выходной сигнал (рис. 6а) соответствует длинной последовательности двоичных данных, передаваемых с интервалом времени T. Фиксируя сигналы на интервале от -T/2 до T/2 при различных, но кратных T, смещениях принятого сигнала (рис. 6б-6г) и складывая их, можно получить временную диаграмму (рис. 6д). Увеличивая длину последовательности, составленной из самых разных сочетаний передаваемых двоичных знаков, можно получить полную глазковую диаграмму (рис. 6е).

По глазковой диаграмме можно определить вертикальное раскрытие глазка и связанное с ним максимальное отклонение значений принятого сигнала в моменты отсчета. Горизонтальное раскрытие глазка определяет краевые искажения.

Рис.6. Процесс получения глазковой диаграммы.

Искажения формы принятых импульсов, зафиксированные глазковой диаграммой, зависят как от граничной величины полосы частот канала связи и формы его частотной характеристики, так и от скорости передачи данных. Чем уже полоса и чем больше скорость передачи, тем больше искажения импульса.

Какие искажения признать допустимыми и какую установить скорость передачи данных зависит от требований, предъявляемых к системе связи, и от уровня помех в канале связи. Если, например, принять, что для минимизации искажений полоса канала связи должна быть в 10 раз больше частоты первого нуля в амплитудном спектре прямоугольного импульса (рис. 3), то за время T в полосе 10/T будет передан один двоичный знак. Можно ввести параметр «удельная скорость передачи данных», то есть скорость передачи данных в расчете на единицу полосы частот. В приведенном примере она будет равна: R = 0,1(бит/с)/Гц, что является весьма малой величиной. Однако прямое увеличение частоты может привести к значительным межсимвольным искажениям.