数字通信 - 脉冲整形
在经历了不同类型的编码技术之后，我们了解了数据如何容易失真，以及如何采取措施防止其受到影响，从而建立可靠的通信。
还有另一种最有可能发生的重要失真，称为符号间干扰（ISI）。
符号间干扰
这是信号失真的一种形式，其中一个或多个符号干扰后续信号，导致噪声或提供较差的输出。
ISI 的原因
ISI 的主要原因是 -
- 多路径传播
- 通道中的非线性频率
ISI 是不需要的，应该完全消除以获得干净的输出。还应该解决 ISI 的原因，以减轻其影响。
为了以数学形式查看接收器输出中存在的 ISI，我们可以考虑接收器输出。
接收滤波器输出 $y(t)$ 在时间 $t_i = iT_b$ 采样（其中i取整数值），产生 -
$y(t_i) = \mu \displaystyle\sum\limits_{k = -\infty}^{\infty}a_kp(iT_b - kT_b)$
$= \mu a_i + \mu \displaystyle\sum\limits_{k = -\infty \\ k \neq i}^{\infty}a_kp(iT_b - kT_b)$
在上面的等式中，第一项 $\mu a_i$ 由第i个传输比特产生。
第二项表示所有其他传输比特对第i个比特的解码的残余影响。这种残余效应称为符号间干扰。
在没有 ISI 的情况下，输出将为 -
$$y(t_i) = \mu a_i$$
该方程表明传输的第i位被正确再现。然而，ISI 的存在会在输出中引入误码和失真。
在设计发射器或接收器时，重要的是尽量减少 ISI 的影响，以便以尽可能低的错误率接收输出。
相关编码
到目前为止，我们已经讨论了 ISI 是一种不需要的现象，它会降低信号质量。但是，如果以受控方式使用相同的 ISI，则可以在带宽W赫兹的信道中实现每秒2W比特的比特率。这种方案称为相关编码或部分响应信令方案。
由于ISI的量是已知的，因此很容易根据要求设计接收机，从而避免ISI对信号的影响。相关编码的基本思想是通过考虑双二进制信令的例子来实现的。
双二进制信号
双二进制这个名字意味着二进制系统的传输能力加倍。为了理解这一点，让我们考虑一个由不相关的二进制数字组成的二进制输入序列{ ak }，每个数字的持续时间为T a秒。其中，信号1由+1伏表示，符号0由-1伏表示。
因此，双二进制编码器输出c k给出为当前二进制数字a k与先前值a k-1之和，如下式所示。
$$c_k = a_k + a_{k-1}$$
上式表明，不相关的二进制序列{ ak }的输入序列被改变为相关的三电平脉冲序列{ ck }。脉冲之间的这种相关性可以被理解为以人为的方式在发射的信号中引入ISI。
眼纹
研究 ISI 影响的有效方法是眼图。眼图这个名字是因为它与人眼的二元波相似而得名。眼睛图案的内部区域称为眼图开口。下图显示了眼图的图像。
抖动是数字信号瞬时偏离理想位置的短期变化，可能导致数据错误。
当 ISI 的影响增加时，如果 ISI 非常高，则从眼睛张开的上部到下部的迹线增加并且眼睛完全闭合。
眼图提供有关特定系统的以下信息。
实际眼图用于估计误码率和信噪比。
眼图张开的宽度定义了可以在没有 ISI 误差的情况下对接收波进行采样的时间间隔。
眼睛张开的瞬间将是采样的首选时间。
眼图的闭合速率，根据采样时间，决定了系统对定时误差的敏感程度。
指定采样时间处的眼图张开高度定义了噪声余量。
因此，眼图的解释是一个重要的考虑因素。
均衡
为了建立可靠的通信，我们需要有高质量的输出。必须处理信道的传输损耗和影响信号质量的其他因素。正如我们所讨论的，最常见的损失是 ISI。
为了使信号不受ISI影响，并保证最大的信噪比，我们需要实现一种称为均衡的方法。下图显示了通信系统接收器部分的均衡器。
图中所示的噪声和干扰很可能在传输过程中出现。再生中继器具有均衡器电路，通过对电路整形来补偿传输损耗。均衡器的实现是可行的。
错误概率和品质因数
数据传输的速率称为数据速率。传输数据时比特发生错误的速率称为误码率 (BER)。
BER 发生的概率就是错误概率。信噪比 (SNR) 的增加会降低 BER，因此错误概率也会降低。
在模拟接收器中，检测过程的品质因数可以称为输出 SNR 与输入 SNR 之比。更大的品质因数将是一个优势。