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均衡技术equalization?technology 均衡技术 均衡技术概述 均衡技术原理 均衡准则与实现 发展前景 均衡技术概述 均衡技术是指在数字通信系统中，由于多径传输、信道衰落等影响，在接收端会产生严重的码间干扰（Inter Symbol Interference，简称ISI），增大误码率。为了克服码间干扰，提高通信系统的性能，在接收端需采用均衡技术。均衡是指对信道特性的均衡，即接收端的均衡器产生与信道特性相反的特性，用来减小或消除因信道的时变多径传播特性引起的码间干扰。 均衡技术概述 均衡的实现原理是怎样的？ 在基带系统中插入一种可调（或不可调）滤波器，来补偿整个系统的幅频和相频特性，从而使包含该滤波器的传输系统的特性满足无码间串扰的条件。这个对系统校正的过程称为均衡，实现均衡的滤波器称为均衡器。无线通信系统中，由于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地跟踪信道的时变特性，因此这种均衡器又称为自适应均衡器。 均衡技术概述 均衡技术分类： 均衡技术概述 均衡器的分类： 1、 频域均衡 频域均衡是从校正系统的频率特性出发，利用一个可调滤波器的频率特性去补偿信道或系统的频率特性，使包括可调滤波器在内的基带系统的总特性接近无失真传输条件。 2、时域均衡 直接校正已失真的响应波形，使包括可调滤波器在内的整个系统的冲激响应满足无码间串扰条件。 均衡技术原理 均衡技术原理 均衡技术原理 均衡技术原理 理论和实践证明，在数字通信系统中插入一种可调滤波器可以校正和补偿系统特性，减少 码间干扰的影响。这种起补偿作用的滤波器称为均衡器。均衡器通常是用滤波器来实现的，使用滤波器来补偿失真的脉冲，判决器得到的解调输出样 本，是经过均衡器修正过的或者清除了码间干扰之后的样本。自适应均衡器直接从传输的实际数字信号中根据某种算法不断调整增益，因而能适应信道的随机变化， 使均衡器总是保持最佳的状态，从而有更好的失真补偿性能。 均衡技术原理 横向滤波器特性： 横向滤波器的特性将取决于各抽头系数Cn。 如果Cn是可调整的，则图中所示的滤波器是通用的；特别当Cn可自动调整时，则它能够适应信道特性的变化，可以动态校正系统的时间响应。 理论上，无限长的横向滤波器可以完全消除抽样时刻上的码间串扰，但实际中是不可实现的。因为，不仅均衡器的长度受限制，并且系数Cn的调整准确度也受到限制。如果Cn的调整准确度得不到保证，即使增加长度也不会获得显著的效果。 因此，有必要进一步讨论有限长横向滤波器的抽头增益调整问题。 均衡技术原理 横向滤波器 设一个具有2N+1个抽头的横向滤波器，如下图所示，其单位冲激响应为e(t)，则有 设它的输入为x(t)， x(t)是被均衡的对象，并设它没有附加噪声，如下图所示。 则均衡后的输出波形y(t)为 均衡技术原理 均衡准则与实现 有限长横向滤波器不可能完全消除码间串扰，其输出将有剩余失真。为了评价均衡效果，需要建立一个标准来度量剩余失真的大小。 均衡准则 峰值失真准则 均方失真准则 （1）峰值失真 意义：除k = 0以外的各值的绝对值之和反映了码间串扰的最大值。y0是有用信号样值，所以峰值失真D 是码间串扰最大可能值（峰值）与有用信号样值之比。显然，对于完全消除码间干扰的均衡器而言，应有D = 0；对于码间干扰不为零的场合，希望D 越小越好。因此，若以峰值失真为准则调整抽头系数时，应使D 最小。 均衡准则与实现 （2）均方失真 意义：其物理意义与峰值失真相似。 以最小峰值失真为准则，或以最小均方失真为准则来确定或调整均衡器的抽头系数，均可获得最佳的均衡效果，使失真最小。 注意：以上两种准则都是根据均衡器输出的单个脉冲响应来规定的。另外，还有必要指出，在分析横向滤波器时，我们均把时间原点(t = 0)假设在滤波器中心点处(即C0处)。如果时间参考点选择在别处，则滤波器输出的波形形状是相同的，所不同的仅仅是整个波形的提前或推迟。 均衡准则与实现 1）最小峰值失真准则下的迫零算法 均衡准则与实现 均衡准则与实现 均衡准则与实现 发展前景 在信息日益膨胀的数字化、信息化时代， 通信系统担负了重大的任务，这要求数字通信系统向着高速率、高可靠性的方向发展。信道均衡技术是通信系统中一项重要的技术，能够很好的补偿信道的非理想特性， 从而减轻信号的畸变，降低误码率在高速通信、无 线通信领域，信道对信号的畸变将更加的严重，因此信道均衡技术是不