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第九章均衡 马惠芳11282040耿云杰11282032 1 Logo 概述 目录 1 2 三类均衡器 2019 12 31 Logo 2 Logo 概述 一 为什么要使用均衡技术 无线信道会产生时延色散 从发射机到接收机 各多径分量有不同的传输时间 导致符号间干扰 ISI ISI和噪声使被传输的信号产生变形 从而在接收时发生误码 虽然编码和分集技术可以减小由符号间干扰带来的误码 但不能完全消除 均衡技术是对付符号间干扰的有效手段 注意 名词解释ISI 2019 12 31 Logo 3 概述 二 什么是均衡技术 均衡器与信道传输特性有关 校正由信道引入的失真 数学解释 时域 即 接收信号在采样时刻上无符号间干扰 频域 即 使信道和均衡器的传输函数的乘积为常数 2019 12 31 Logo 4 概述 物理概念解释均衡器与信道传输特性有关 时域 传输信道是时延色散的 那么均衡器通过调整滤波器系数削弱采样时刻符号间的干扰 频域 传输信道是频率选择性的 那么均衡器将增强频率衰落大的频谱部分 而削弱频率衰落小的部分 以使收到信号频谱的各部分衰落趋于平坦 相位趋于线性 2019 12 31 Logo 5 概述 三 如何实现均衡 移动衰落信道具有随机性和时变性 要求均衡器必须能够实时跟踪通信信道的时变特性 这种均衡器又被称为自适应均衡器 基本工作模式 训练模式 发送已知的训练序列跟踪模式 通过自适应算法跟踪不断变化的信道 2019 12 31 Logo 6 概述 基于自适应均衡 引出如下均衡器 1 线性均衡器2 非线性均衡判决反馈均衡器最大似然序列估计 Viterbi检测3 分数间隔均衡器4 盲均衡 2019 12 31 Logo 7 概述 分数间隔均衡器 基于采样频率至少等于2倍信号最高频率的准则 接收信号基本没有混叠 均衡器补偿的是混叠前的信号失真 所以对于信道失真和时钟的要求相对较低 抽头间隔不到一个符号间隔 一般为1 2个符号间隔 最佳分数间隔均衡器等效于匹配滤波器连接符号间隔均衡器的最佳接收机 盲均衡 基于不利用训练序列初始调整系数的均衡技术称为盲均衡 利用发送信号已知的统计特性来估计信道和数据 通过使均衡器输出的某些统计特性与发送信号的已知统计特性相匹配 来调整均衡器的系数 2019 12 31 Logo 8 概述 四 信道响应模型 采用均衡器E Z 消除ISI 2019 12 31 Logo 9 概述 五 GSM信道估计 帧结构 2019 12 31 Logo 10 概述 时隙组成 0 控制时隙F 频率校正信道B 控制信道S 同步时隙C 广播信道 2019 12 31 Logo 11 概述 各种突发脉冲 训练序列 发射机发射一个已知的训练序列 用户数据紧跟在训练序列之后 接收机的均衡器收到训练序列后 通过某种均衡算法评估信道特性h t 修正滤波器系数e t 使之接近最佳值 从而对信道做出补偿 2019 12 31 Logo 12 第二部分三类均衡器 线性均衡器 ZF和MMSE 判决反馈均衡器最大似然序列估计 Viterbi检测均衡器结构的比较 2019 12 31 Logo 14 一 线性均衡器 P269 P274 基本原理 niCiCiF z E z 其中 Ci发送序列 F z 噪声信道传输 E z 2K 1个抽头的有限冲击滤波器FIR则 对应矩阵形式 2019 12 31 Logo 15 我们要做的 找到一个滤波器 确定 最佳 滤波器系数 最佳是相对两种不同的均衡算法而言的 即 2019 12 31 Logo 16 迫零 ZF 均衡器 基本原理 2019 12 31 Logo 17 迫零 ZF 均衡器 具体计算 1 期望输出2 抽头系数注意 计算矩阵的逆 A E 经过初等行变换得到 E B 则B为A的逆矩阵 3 输出响应例题 课件 作业16 5 2019 12 31 Logo 18 最小均方误差 MMSE 均衡器 基本原理常用算法 注 非重点 详见课件和课本P271 P274 2019 12 31 Logo 19 二 判决反馈均衡器DFE P275 P276 基本思想 去除已判决信号产生的影响 2019 12 31 Logo 20 二 判决反馈均衡器DFE P275 P276 包括 迫零DFE最小均方误差DFE对比线性均衡器 减小了噪声功率 非线性均衡器的优点 详见课本P276例16 2 2019 12 31 Logo 21 三 最大似然序列估计MLSE Viterbi检测 P276 P278 MLSE基本思想 即 使下式最小化计算量大 复杂度高 采用Viterbi算法和经典的最大似然接受结构 与卷积码译码类似 例题 课件 P277例16 3 作业16 6 2019 12 31 Logo 22 四 均衡器结构的比较 P279 噪声 线性均衡器大于非线性均衡器处理传输零点 迫零均衡有此问题