一文剖析通信系统的均衡原理(时域均衡)

描述

一、均衡的概念

无线信道

二、均衡器的作用:校正或补偿系统特性,减小码间串扰的影响!

均衡器在系统中的位置:

无线信道

三、均衡的分类:

无线信道

一般情况下,频域均衡器很难实现,现实或研究中,均衡一般都是指时域均衡器

下图是一个横向滤波器的时域均衡系统:

无线信道

下面波形图中,均衡的目标是使上面的波形补偿至下端的波形图,即将不为0时刻的采样点都补偿至0,对应克表示为右边的公式。

无线信道

下面有一各均衡器的一个三抽头的横向滤波器的习题例子:

无线信道

无线信道

二、均衡准则与实现

问题:如何调整抽头系数以获取最佳均衡效果?

有以下一些准则:

1. 峰值失真(准则):

无线信道

物理意义:所有抽象时刻的码间串扰绝对值之和与t=0时刻的抽样值之比,即峰值码间干扰与有用信号的样值之比。

最佳均衡则使峰值失真D最小化。

2. 均方失真(准则)

无线信道

即峰值码间干扰的平方与有用信号的各样值平方求和之比,就是在峰值失真各项加上平方。

最佳均衡则使均方失真D最小化。

最小峰值失真准则的工作原理:迫零均衡

无线信道

上面的迫零是使D的值最小;

下面Lucky的证明比较重要:

无线信道

上面定理的数学意义是:系数{Ci}应该是下式:

无线信道

成立时的2N+1个联立方程的解。这2N+1个线性方程为:

无线信道

无线信道

来看看Lucky发明的原始的迫零均衡器:

无线信道

上面这个原始的迫零均衡器,在其前面设置了一个测试脉冲序列,也就是一个已知的序列对抽头系数进行与训练,后面Lucky又发明了一个自适应的均衡器。

再来看个迫零均衡器的习题吧:

无线信道

结论:抽头有限时,不能完全消除码间干扰,但是适当增加抽头数可以将码间串扰减小到相当小的程度。

均衡器的实现与调整,如下所示,均衡器主要研究的是自动均衡器,而自动均衡器又分为较为原始的预置式均衡器和自适应均衡器。

无线信道

无线信道

最重要的应用来了,上述经典的自适应均衡算法,都属于线性均衡器,如果像电话线这样的信道来说,性能还是非常好的。

有线传输的信道来说,常用的信道均衡算法(线性均衡器)有:迫零算法(ZF);最小均方误差算法(LMS);递推最小二乘算法(RLS);卡尔曼算法等。

无线信道均衡算法(非线性均衡器):判决反馈均衡(DFE)、最大似然符号检测、最大似然序列估值。

来看看发展吧:

无线信道

上面所述的大部分截图,都来自一堂课的PPT内容,需要内容的可直接下载:链接:https://pan.baidu.com/s/1mWtGcqf_aPAPmqccdmhVpg

提取码:6xlr

编辑:jq

打开APP阅读更多精彩内容
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉

全部0条评论

快来发表一下你的评论吧 !

×
20
完善资料,
赚取积分