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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