最近无论是学5G技术还是计通网课程都有提到码元这一概念，于是就做了点研究。

码元基本概念

码元的官方解释为：在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字，这样的时间间隔内的信号称为（二进制）码元。

通俗来讲，一个脉冲信号所携带的信息就是一个码元，一个脉冲信号（码元）可以携带1bit、2bit或4bit等的数据，当由0或1组成的比特流转换成模拟信号，即s(t)=Acos⁡(2πft+φ)s(t) = A\cos (2\pi f t + \varphi ) 时，我们可以利用正弦波的幅度、频率或相位将比特流信息搬移到信道频带上。

可调信号类型

上图的三种信号中，一个码元只携带1bit数据，非0即1，此时为二进制调制，离散取值数量为2，且波特率等于比特率。
其中，波特率又称码元率，是指每秒传输码元的数目，单位波特(Band)；比特率为每秒传输的比特数。

由此可得波特率和比特率的关系：
若码元的离散取值数目是L，波特率是B，比特率为C，则C=Blog⁡2LC = B\log_{2}{L} 。

当一个码元携带多bit数据时，可以用多进制调制或联合调制（即调节多个参数）。

码间串扰

什么是码间串扰

码间串扰指信号的前一个码元产生拖尾，使得其后端部分与后一码元杂糅，从而影响抽样判决的准确性。

码间串扰示意图

那么为什么会产生拖尾呢？有两个常见的原因：带限信道和多径效应。

带限信道引起的码间串扰

我们以矩形脉冲信号为例。

在信号脉冲成型时双极性矩形波很常见，生成理想的矩形波，需要使用矩形脉冲信号。 但是，矩形脉冲信号在频域上是sinc函数覆盖整个频域轴，即带宽B 无限大。但是实际可供信号通过的信道带宽是有限的，因此会使信号频域带减小，相应的时域上信号就会变宽,从而产生拖尾。

码间串扰示意图

多径效应引起的码间串扰

多径效应（multipath effect）：指电波传播除了直射波和地面反射波之外，在传播过程中还会有各种障碍物所引起的散射波，这些波经不同路径传播后，各分量场到达接收端时间不同，第一个多径分量到达的时刻和最后一个多径分量到达的时刻，这之间存在一个时间差。

当这个时间差超过了一个码元的宽度之后，就意味着，上一个码元的一部分多径分量，在这个码元本应该传输完毕的时候，还没有到达接收点，而是混在了下一个码元的多径分量中到达的接收点，从而对下一个码元产生了干扰——叠加的时候不仅有自己的分量，还有别人的分量。

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码间串扰的解决

码间干扰是数字通信系统中除噪声干扰之外最主要的干扰，它与加性的噪声干扰不同，是一种乘性的干扰。

那么如何消除码间干扰呢，这就要请到这一系列的主角了——OFDM技术，下一篇博客见。

参考资料