眼图构建和解释

信息处理 过滤器 信号分析 数字通讯 连续信号 数字滤波器
2022-01-27 12:52:26

我已经阅读了一些关于眼图(或眼图)的文字,但我不明白我应该如何阅读它。

它的维基百科定义是这样的:

在电信领域,眼图也称为眼图,是一种示波器显示,其中来自接收器的数字信号被重复采样并应用于垂直输入,而数据速率用于触发水平扫描。之所以这么称呼,是因为对于几种类型的编码,图案看起来就像一对铁轨之间的一系列眼睛。它是评估信道噪声和符号间干扰对基带脉冲传输系统性能的综合影响的工具。它是在特定信令间隔内查看的感兴趣信号的所有可能实现的同步叠加。

在此处输入图像描述

所以我的第一个问题是:理想的眼图是什么样的?

我的第二个问题是关于我应该如何阅读它,我认为为了理解这一点,我应该知道它是如何构建的。例如此页面以这种方式显示它:

![在此处输入图像描述

根据维基百科,将图片中表示的所有信号叠加就足够了。我知道生成的信号是最后一张图中显示的信号。但是,我应该怎么读呢?分析它而不是单个信号属性(边缘等)有哪些优点?

2个回答

接收器的目标是对每个符号进行最佳估计,以了解所传输的内容。这通常通过在波形经过接收器处理(均衡和匹配滤波)后最终确定每个样本中的决策时间(通过定时恢复)来完成,在该时间中对波形进行采样并决定哪个符号是传送。

眼图将每个符号的波形叠加在接收器中就在决策之前的点处。眼图很容易显示在信号电平之间做出决定的能力;所以理想的眼睛会显示在垂直轴和水平轴上都有很大的余量,以允许最小的错误率(我们称之为宽眼图张开)。随着开口变窄,这将表明对噪声的敏感度增加,因为任何添加的噪声都会导致值通过判定阈值,从而导致错误(这可能是垂直方向上的相位噪声或抖动以及水平方向,或影响两个方向的符号间干扰)。

我在下面粘贴了这张图,它是我为我的一门课程创建的,可能有助于回答您的问题。这个特定的眼图超过两个符号持续时间。眼图正下方的波形在眼图中复制为深蓝色线,在波形的其余轨迹中从符号到符号在更长的持续时间内,如浅蓝色线所示:

眼图

其他眼图示例如下所示。第一个是 QPSK,我们看到左边的星座,红色的理想样本位置,以及从符号到符号的剩余轨迹在其他任何地方。右边是由波形的实部和虚部组成的眼图。

QPSK 眼图

下面是接收机中根升余弦滤波器前后 16 QAM 信号的眼图。在这里,我们清楚地看到了眼图的实用性,因为我们看到由于适当的过滤,我们显着增加了我们对噪声的裕度。这类似于使用眼图来评估均衡的有效性或确定我们的接收器中的某些滤波是否会降低我们由于眼图闭合而获得低误码率的能力。

眼图 16 QAM

眼图采样点的清洁度也用于 NDA 时序恢复的符号同步。

我的通讯簿基本上忽略了这一点,我不知道为什么。但在许多较新的数字通信文本中,载波和符号同步似乎完全被忽略了。