一文讀懂通訊系統的均衡原理(時域均衡)
一、均衡的概念
二、均衡器的作用:校正或補償系統特性,減小碼間串擾的影響!
均衡器在系統中的位置:
三、均衡的分類:
一般情況下,頻域均衡器很難實現,現實或研究中,均衡一般都是指時域均衡器
下圖是一個橫向濾波器的時域均衡系統:
下面波形圖中,均衡的目標是使上面的波形補償至下端的波形圖,即將不為0時刻的取樣點都補償至0,對應克表示為右邊的公式。
下面有一各均衡器的一個三抽頭的橫向濾波器的習題例子:
二、均衡準則與實現
問題:如何調整抽頭係數以獲取最佳均衡效果?
有以下一些準則:
1. 峰值失真(準則):
物理意義: 所有抽象時刻的碼間串擾絕對值之和與t=0時刻的抽樣值之比,即峰值碼間干擾與有用訊號的樣值之比。
最佳均衡則使峰值失真D最小化。
2. 均方失真(準則)
即峰值碼間干擾的平方與有用訊號的各樣值平方求和之比,就是在峰值失真各項加上平方。
最佳均衡則使均方失真D最小化。
最小峰值失真準則的工作原理: 迫零均衡
上面的迫零是使D的值最小;
下面Lucky的證明比較重要:
上面定理的數學意義是:係數{Ci}應該是下式:
成立時的2N+1個聯立方程的解。這2N+1個線性方程為:
來看看Lucky發明的原始的迫零均衡器:
上面這個原始的迫零均衡器,在其前面設定了一個測試脈衝序列,也就是一個已知的序列對抽頭係數進行與訓練,後面Lucky又發明了一個自適應的均衡器。
再來看個迫零均衡器的習題吧:
結論:抽頭有限時,不能完全消除碼間干擾,但是適當增加抽頭數可以將碼間串擾減小到相當小的程度。
均衡器的實現與調整,如下所示,均衡器主要研究的是自動均衡器,而自動均衡器又分為較為原始的預置式均衡器和自適應均衡器。
最重要的應用來了,上述經典的自適應均衡演算法,都屬於線性均衡器,如果像電話線這樣的通道來說,效能還是非常好的。
有線傳輸的通道來說,常用的通道均衡演算法(線性均衡器)有:迫零演算法(ZF);最小均方誤差演算法(LMS);遞推最小二乘演算法(RLS);卡爾曼演算法等。
無線通道均衡演算法(非線性均衡器):判決反饋均衡(DFE)、最大似然符號檢測、最大似然序列估值。
來看看發展吧:
上面所述的大部分截圖,都來自一堂課的PPT內容,需要內容的可直接下載:https://download.csdn.net/download/lanluyug/10768089