信道均衡PPT课件
跳频通信系统培训_PPT_ 均衡
a h(kT t
n s
0
nTs ) —除第k个码元以外的其他码元产生的 不需要的串扰值，称为码间串扰。
时变
传播迟延
信道冲激响应
h(t, )
max(t)
信号经过多条路径到达，每条径的幅度和相位是随机的
考虑收发信机的移动性，信道是时变的，时变会带来频域弥散（多普勒 频移）
把无线信道建模为线性时变信道→时变信道的抽头延迟线模型
无线通信系统模型
s(t)
传输信号 多径通道
h(t)
+
x(t) 均衡 y(t) 解调
器
c(t)
噪声
信号
均衡前：
x t s t * h t n t
均衡后： y t x t * c t
s t * h t n t * c t
数字通信系统模型
信道编码 调制 基带发送 噪声和干扰 信道 RF部分
信道解码
同步、信道均衡 和解调 基带接收
RF部分
为什么会产生码间干扰
无线通信系统的移动台常常工作在一些如城市、山
区等存在高大障碍物的较为复杂的环境中，所以无 线信道的传输特性也随时随地发生变化，因此无线 通信的信道是典型的随参信道。
结束
yk
n
cr
n k n
1, k 0 0, k 1, 2,......, N
当k为其他值时，yk可能是非零值，构成均衡器输出端的残留码间干扰。
例1 设计三个抽头的迫零均衡器，以减少码间的干扰。已 知，r2 0 ， r1 0.1 ，r0 1 ，r+1 -0.2， r2 0.1 ，求三个抽头 的系数。 1, k 0 解：根据迫零均衡器必须满足 yk cn rk n n 0, k 1, 2,......, N 列出矩阵方程为
什么是信道均衡？
什么是信道均衡？一、定义信道均衡是指通过一系列算法和技术手段，来对信道中的信号进行调整和处理，以消除干扰、补偿失真，并使得接收到的信号质量达到最佳状态的一种技术。
它是无线通信领域中非常重要的一环，能够提升无线传输的可靠性和稳定性。
二、工作原理1. 信道反馈信道均衡的关键在于对信道的准确估计，而信道信息无法直接获取。
因此，需要通过发送端和接收端之间的交互来获得信道状态。
这个过程称为信道反馈。
发送端根据接收端反馈的信息，动态地调整发送信号的功率、频率和调制方式，以适应信道的变化。
2. 均衡算法信道均衡的核心是采用一系列复杂的算法来处理接收到的信号，对其进行均衡处理。
常见的均衡算法有线性均衡、最小均方误差均衡、判决反馈均衡等。
这些算法通过对信号进行滤波、补偿和增强，来消除信道引起的失真和干扰。
三、应用领域1. 无线通信信道均衡在无线通信中起到了至关重要的作用。
无论是移动通信还是无线局域网，都需要在不同的信道环境下进行数据传输。
信道均衡能够有效地提升信号的抗干扰性能，增加通信的可靠性和稳定性。
2. 数字调制在数字调制中，信道均衡也扮演了重要角色。
数字调制一般会伴随信号失真和干扰，信道均衡可以对接收到的信号进行恢复和优化，提高信号的品质和可靠性。
3. 多天线系统多天线系统是利用多个天线进行信号传输和接收的技术，可以提高系统的容量和覆盖范围。
信道均衡在多天线系统中起到了更为重要的作用，可以通过对不同天线接收到的信号进行优化和调整，来提升系统的性能。
四、发展趋势随着通信技术的不断发展，信道均衡也在不断演进和改进。
未来的趋势主要包括以下方面：1. 智能化信道均衡将更加智能化，能够根据实时的信道状态和环境变化，自动调整参数和算法，提供更好的信号处理效果。
2. 自适应信道均衡将更加自适应，可以适应不同的信道环境和传输要求。
不同的信道均衡算法会根据需求选择最适合的方式。
3. 联合优化未来的信道均衡将与其他信号处理技术进行联合优化，如前向纠错、调制识别等，以实现全面的信号处理和优化。
均衡技术PPT
均衡技术
4.3 均衡准则与实现
例：设计一个具有3个抽头的迫零均衡器，以减小码间串扰。已知x-2 = 0 ，x-1 = 0.1，x0 = 1， x1 = -0.2 ，x2 = 0.1，求3个抽头的系
数，并计算均衡前后的峰值失真。
均衡技术
4.3 均衡准则与实现
由上例可见，3抽头均衡器可以使两侧各有一个零点，但在远离y0的一些抽样 点上仍会有码间串扰。这就是说抽头有限时，总不能完全消除码间串扰，但适 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
无线通信技术
翟旭平 zhaixp@
2012-5-9
信道均衡技术
均衡技术概述 时域均衡技术
频域均衡技术
通信与信息工程学院
均衡技术
4.1 均衡技术概述
均衡的概念 • 均衡的对象是什么？
信道的传输特性。
• 均衡的目的是什么(或者说为什么需要均衡)？
信道的传输特性由于各种原因不满足无码间串扰条件。符 号间干扰是无线信道中传输高速率数据时的主要障碍，均衡是克服符 号间干扰的一种技术。
• 均衡的实现原理是怎样的？
均衡技术
4.2 均衡技术原理
由此例可见: • 除y0外，均衡使y-1及y1为零，但y-2及y2不为零。这说明，利用有限长的横向
滤波器减小码间串扰是可能的，但完全消除是不可能的。 • 那么，如何确定和调整抽头系数，获得最佳的均衡效果呢？这就是下面要
讨论的内容。
均衡技术
信道均衡技术
信道均衡技术信道均衡技术是一种在通信系统中用来抵消信道引起的失真的技术。
在无线通信中，信道是指无线电波在传播过程中所经过的媒介，例如空气或水等。
由于信道中存在多径效应、噪声和干扰等因素，导致信号在传输过程中发生失真和衰减，从而影响通信质量。
信道均衡技术的作用就是通过对接收信号进行处理，使其能够更好地适应信道的特性，提高信号的传输质量。
信道均衡技术的核心思想是通过对接收信号进行处理，对信号进行补偿，以消除信道引起的失真和衰减。
在传统的通信系统中，我们通常使用等化器来实现信道均衡。
等化器是一种数字滤波器，它通过对接收信号进行滤波处理，使信号的频谱特性能够与发送信号的频谱特性相匹配，从而实现信道均衡。
在实际应用中，我们通常使用自适应均衡算法来实现信道均衡。
自适应均衡算法是一种基于反馈的信道均衡方法，它通过不断地对接收信号进行观测和分析，自动调整等化器的参数，以使接收信号尽可能地接近发送信号。
常用的自适应均衡算法有最小均方误差（LMS）算法和最小误码率（MLSE）算法等。
在信道均衡技术的应用中，我们需要考虑到信道的时变性和多径效应。
时变信道是指信道的特性随时间变化，例如移动通信系统中由于移动终端的运动导致信道的多径效应随时间变化。
对于时变信道，我们需要使用自适应均衡算法来实时调整等化器的参数，以适应信道的变化。
多径效应是指信号在传播过程中由于反射、散射等因素引起的多个信号路径。
对于多径效应，我们需要使用多通道均衡技术来对接收信号进行处理，以消除多径引起的失真和衰减。
除了在无线通信中的应用外，信道均衡技术在有线通信中也有广泛的应用。
例如，在数字电视传输中，由于电视信号在传输过程中会受到电缆的衰减和干扰等因素的影响，导致接收到的信号质量下降。
通过使用信道均衡技术，可以对接收到的信号进行处理，使其能够更好地适应电缆的特性，提高信号的传输质量。
信道均衡技术是一种在通信系统中用来抵消信道引起的失真的技术。
通过对接收信号进行处理，使其能够更好地适应信道的特性，提高信号的传输质量。
最新均衡技术课件PPT
• 线性均衡和DFE差别不大 • Viterbi 大大降低MLSE复杂度
• 对信道错估敏感度：
• 线性均衡小于DFE • 迫零均衡（ZF）大于最小均方误差均衡（MMSE）
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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。
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
三、最大似然序列估计MLSE —Viterbi检测(P276-P278)
迫零（ZF）均衡器
• 基本原理：
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
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
B：控制信道 C：广播信道
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。
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
第十五讲 信道均衡
迫零算法
2、{wn}有限长度
由于实际应用中，无限长的FIR滤波器是不可能的，因 此考虑截短的FIR滤波器的形式。
设 wk 0, k N ~ N
N
则 hm
wk xmk , m 0, 1,..., N
k N
M
ynN
wN L wN 0 L L 0
a^ n
^
a n 1
^
... anM
T
0 0 M
wN L M
L O M
w N O O
0 O O
L 0 O
0
M
0
ynN
M
y0
MΒιβλιοθήκη 以最小均方误差为例，令
J
E
^
a
n
an
2
J 0 wk
判决反馈均衡*
则
E
^
an
an
ynk
0
k N1,...,0
E
^
an
an
~
a nk
0
k 1, 2,..., N2
由上述2N+1个方程，可解出2N+1个未
第十五讲 信道均衡
Gwb@
背景知识
当信道传输函数非理想时，按理想传输信 道设计的无码间干扰系统具有码间干扰。
当信道特性已知时：
信道均衡技术
信道均衡技术
信道均衡技术是一种用于提高无线通信系统性能的关键技术。
在
无线通信中，信号会经过多径传播，引起信号的时延扩展和频率选择
性衰落，从而导致信号失真和干扰增加。
为了克服这些问题，信道均
衡技术被广泛应用。
信道均衡技术通过对接收信号进行处理来抑制多径传播引起的信
号失真。
它通过估计信道的冲激响应来实现，然后使用均衡器对信号
进行等化处理。
均衡器根据估计的冲激响应来抵消信号传输过程中引
起的时延扩展和频率选择性衰落。
这样，接收端就能够恢复出原始的
发送信号，提高系统的传输性能。
信道均衡技术有多种实现方法，其中常见的包括线性均衡和非线
性均衡。
线性均衡方法包括零 forcing（ZF）和最小均方误差（MMSE）等，它们通过求解线性方程组或优化问题来实现均衡，具有较低的复
杂度。
非线性均衡方法包括最大似然（ML）和迫零均衡（DI）等，它
们通过最大化接收信号的似然函数来实现均衡，具有更高的性能但也
更复杂。
信道均衡技术在无线通信中具有重要的应用价值。
它能够提高系
统的抗干扰能力、扩大容量和提高传输质量。
在实际应用中，可以根
据不同的需求选择适合的信道均衡方法，并结合其他的调制解调和编
码技术来进一步优化系统性能。
信道均衡技术的不断发展和创新将为
无线通信带来更大的进步。
信道估计与均衡理论ppt课件
xk2 w3
xk L1
dk
wL
+
自适应滤波器的横向滤波器结构
yk
ek
设 xk 为输入信号，它表示了连续时间信号 x(t) 在 t kT 时刻的离散采样值。
各抽头的输出信号分别经过一个乘法器与权值 w1 ，w2 ，…， wL
相乘，把这些相乘结果相加，便形成了此时的输出信号 yk
输出信号与期望信号相比较 ek d k yk
T k 1
X k1
X kL1
由矩阵恒等式：
[ A BCD]1 A1 A1B(C DA 1B)1 DA 1
得到： Hk1 Hk Hkk1 I Tk1Hkk1 1Tk1Hk .........1()
其次：
Wk 1 H k 1 X k 1d k 1
H k1[ X k dk xk1dk1]
5.多普勒效应
接收机与发射机之间的相对运动 ，流的影响
8
多径信道的简化模型
发送信号 s(t) a(t) cos[2fct (t)]
窄带信号：信号带宽B远远小于载波频率，即 B<< f c
展开： s(t) ur (t) cos 2fct ui (t) sin 2fct
信号正交分量 ur (t) (t) cos (t) 带通信号的复数表示 u(t)e j2fct
W
定义R为下述方阵:
R
E
Xk
X
T k
E
x02k x1k x0
k
x0k x1k x12k
xLk x0k xLk x1k
定义P为列矢量:
dk x0k
P
E[d k
X
k
]
E
d
k
北大数字通信课件：9-- 18 信道均衡
均方误差为 2 E ek2 ，以最小均方误差 为准则时，LMS自适应均衡器应调整它的
各抽头系数，使其满足
最
2 0, n 1, 2, , N
小
Cn
LMS自适应均衡器的自适应过程的实际目
均
的就是要寻求 C* CN
C0
CN T
方
自适应过程满足最陡下降法，即下一个权 矢量 Ck1等于现在的权矢量 Ck 加一个正比
Cn
Ts
2
/Ts /Ts
i
Ts
e jnTs d
H
2
Ts
i
定
均 衡
Cn
Ts
2
/Ts /Ts
i
Ts
e jnTs d
H
2
Ts
i
器
给定一个无线通信系统特性 H()就可唯一
系 数
地确定 C()，于是就找到消除码间干扰的 无限多的均衡器抽头系数 Ci (i 0, 1, 2, ) 。 然而，使横向滤波器的抽头无限多是不现
H ( ) GT ()HT ()GR ()
所以，可以将发送/接收滤波器的非理想响应以及采样 时刻的误差导致的码间干扰都算作等效通道
均衡器要对整个通道响应进行均衡
准则一： 最小峰值误差准则
依据最小峰值误差准则产生了 迫零算法均衡器
迫 零 算
均衡器输入峰值误差 均衡器输出峰值误差
1
算
于梯度 k的负值的变化量。
Ck1 Ck k , n 1, 2, , N
法
梯度 k 的求法
最
信道均衡器
FIR::Finite Impulse Response 有限冲激响应信道估计和均衡基本概念传输层组成信道均衡是宽带系统区别与窄带系统的一个明显特征信道均衡的原因•地面无线广播传输信道中(主要是VHF和UHF频段)是一个复杂的时变频率选择性衰落信道多径干扰（100us对应30公里）多普勒效应（100Hz)•均衡器产生与信道多径相反的特性，抵消信道的时变多径传播特性引起的码间干扰•信道是时变的，要求均衡器的特性能够自动适应信道的变化而均衡，故称自适应均衡。
•信道估计: 估计信道函数的过程•信道均衡: 使用得到的信道估计来补偿信道的过程均衡器的分类•均衡处理方法时域均衡器：单载波数字通信中多采用时域均衡器，从时域的冲激响应考虑正交频分复用OFDM调制：采用频域均衡•是否使用训练序列或导频DA（数据辅助）DD（判决指向）NDA（盲均衡）：需要在接收到足够多的数据情况下才能得到一个可靠的估计导频或训练序列的插入地面数字电视一般使用DA方式信道估计和均衡•多径衰落信道可以看成是在时间和频率上的一个二维信号•训练序列时域的间隔取决于信道的相关时间•训练序列频域的间隔取决于相关带宽•训练序列对信道在时-频空间的不同点上进行采样，利用采样插值即可得到整个信道的频率响应值时域均衡器•均衡器的输出是否用于反馈控制线性均衡器：输出未被用于反馈控制非线性均衡器：输出用于反馈，如判决反馈均衡器（DFE－decision Feedback Equalizer）•线性均衡器如何求解线性均衡器系数Cj ?•常用的优化均衡器系数的准则迫零准则: 信道逆滤波器均衡技术带均衡器的数字通信系统的等效模型理论和实践证明，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。
均衡技术-基本原理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。
信道估计与均衡
信道估计与均衡1、信道估计与均衡在接收机中的位置由于多径和多普勒效应导致的小范围衰落可能会对通信产生很大的破坏力，信道估计就是为了抵御实际传输中的多径信道的影响。
图一 接收机框图及信道估计和均衡的位置2、信道估计OFDM 系统中放置了大量的导频信号，穿插于数据之中，并以高于数据的功率发送。
这些导频信号被用来完成系统同步、载波恢复、时钟调整和信道估计。
由于导频信号数量多，且散布在数据中，能够较为及时地发现和估计信道特性的变化。
本系统首先利用导频计算导频位置上的信道响应，然后再用频域内插和时域内插的方法计算各个子载波的信道响应，从而完成整系统的均衡。
导频点上的信道响应为111222()()/()()()/()::()()/()p p p l l l l l l l N l N l N H k R k S k H k R k S k H k R k S k ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦ (1)其中()l i R k 是在l 帧OFDM 符号中，导频点上接收到的信号，p N 为连续导频与离散导频的总数，(1,2,...)ip k i N = 为第i 个导频点的子载波位置序列号，()l i S k 为发送时导频点上的PRBS 序列。
2.1、时域内插得到导频点上的信道响应后，在时域上采用较为简单的线性内插方式，再在频域上进行各种等间隔的内插。
前4个OFDM 符号仅将导频点信道响应估计出来，其他点的信道响应不做处理，相应的前4个符号的数据也不做频域补偿，如图二图二 连续导频和离散导频第5个OFDM 符号(Symbol 4)开始，每个离散导频点与第一个OFDM 符号(Symbol 0)的离散导频点采用公式(2)进行时域线性内插。
14243431()()()4411()()()2213()()()44l l l l l l l l l H k H k H k H k H k H k H k H k H k ++++++'''=+'''=+'''=+ (2),l k H '为第l 个OFDM 符号中子载波序列号为k 的离散导频位置上的信道响应。
信道均衡技术
根据无码间串扰的条件 h’(kTS) ＝10;;
即：
N
Cnhkn
nN
1; 0;
k0 k0
k0 k0
由上式计算Cn, 得到所需要的滤波器（均衡器）。
例:已知三抽头横向滤波器C－1＝－0.25， C0 1,C1 －0.5， 输入序列 x-1 0.25, x0 1, x1 0.5 ，求输出序列。
解：
从题意知，输入在抽样时刻 t 0 达到最大值 x0 1,
而在相邻码元的抽样时刻
t
和
1
t -1
上的码间串扰值为
x-1 0.25, x1 0.5,
则此输出波形在各抽样点上的值如下：
y -2
c 1x 1
(-
1 )( 1 ) 44
-1 16
y -1
c 1x 0
c0x1
(-
1 )(1) 4
1 4
0
现代通信原理
信道均衡技术
时域均衡的基本思想可用下图所示波形来简单说明。它是 利用波形补偿的方法将失真的波形直接加以校正，这可以利用
时域均衡最常用的方法是在基带信号接收滤波器 后插入一个横向滤波器，又称横截滤波器，如图所示。
横向滤波器方框图
横向滤波器数学表达式:
g(t) Cn(t nTs ) ; Cn为滤波器的系数。
y0
c 1 x 1
c0x0
c1x -1
(-
1 )( 1 ) (1)(1) 42
(-
1 )( 1 ) 24
3 4
y1
c0x1
c1x 0
(1)(
1 ) (2
1 )(1) 2
0
y2
c1x1
(-
1 )( 1 ) 22
第3章 信道均衡算法
第3章 信道均衡算法3.1 引言自适应型的滤波器有两种能力：自主学习能力和自主跟踪能力。
不同的优化标准准则的约束下，根据不同的性能要求，自适应型的滤波选用的算法可以归结为两类：递推最小二乘(简称RLS)算法、最小均方误差(简称LMS)算法。
在最小均方误差标准约束下，为了得到滤波器的输出信号与滤波器的期望信号两者间的最小的均方误差()2E e n ⎡⎤⎣⎦，我们使用LMS 算法。
在最小二乘准则标准约束下，为了得到估计误差的最小的加权平方和()21||n n i i e i λ-=∑，我们采用RLS 算法，并设定了带有权比的向量()W n 。
阶跃因子为λ，也就是遗忘因子，并且01λ<≤。
很多经典的自适应滤波的算法都是从以上两个准则的基础上导出的。
3.2 不同类别的信道均衡算法应用在自适应型的滤波器中3.2.1 自适应滤波的最小均方误差算法最小均方误差算法的优点明显：整个过程需要的计算少，实现起来十分方便。
使用最小均方误差算法中的最速下降法时，我们用到的迭代公式如下错误！未找到引用源。
：()()()()T e n d n X n W n =- （3-1）()()()()12W n W n e n X n μ+=+ （3-2）设步长因子μ，设自适应型的滤波器在n 时的权向量()W n ，设n 时刻的输入端的信号矢量表示为()()()(),1, (1)n x n x n x n L =--+⎡⎤⎣⎦X ，设自适应型的滤波器长度为L 。
定义期望信号是()d n ，误差信号是()e n ，噪声信号是()v n 。
已知该使用该算法达到收敛的条件是：max 10μλ<<，定义自相关矩阵的最大特征值max λ是系统输入信号的最大特征值。
自适应型的滤波算法有三项最重要的指标：使用的时变系统在最开始的收敛速度、得到稳定状态后测量误差和是否有能力继续跟踪。
噪声信号在大部分情况下都是在输入端产生的，为了能有效的处理噪声，该算法会产生参数失调噪声，并且偏移噪声的大小取决于噪声信号。
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定
设 计 均 衡 器 依 据 的 准 则
2N+1阶横向均衡器, 输入x(t), 输出y(t)
x(t)
来自接收滤波器 Ts
Ts
Ts
Ts
C－N
(a) x(t)
x－2
x0
x1
x－1
x2
(b)
最小峰值误差准则 最小均方误差准则
Ts
Ts
CN－2
CN－1
CN 去判决电路
y(t)
y(t)
y1
y－1
y0
(c)
迫
零
x0
算
法
x
2
N
x2 N
c N
0
c0
1
x0
cN
0
这里用x代替了信道响应h，因为x为信道的冲击响应， 实际系统中一般都这样处理
迫 零 算 法 的 特 点
特点1：需要预先知道无线信道的特性，而且 不可用于均衡信道特性变化的无线通信系统。
特点2：计算过程中需要求矩阵的逆，这使得 迫零算法在设计阶数较大的均衡器时速度较慢。
st*ht*ct nt *ct
t
均 衡 器 的 基 本 结 构
均衡器的基本结构为横向滤波器结构
延迟单元
输入
L TS L TS
TS L TS L
c-i
c-1
c0
c-1
ci
抽头
系数 输出
均衡器的冲激响应为
c(t) Cn(tnTs)
n
C()
CejnTs n
n
Cn2 Ts
/Ts C(
/Ts
无线通信系统中的信道均衡
1
均衡的目的：消除码间干扰
均
衡 器 码间干扰的成因
的
产
无线通信系统中，多径传输效应 是引起码间干扰的一个主要因素
生
接收时的抽样时刻不能完全对准
发送间隔是产生码间干扰的原因
之二
抽样时刻不能完全对准
• 当系统不存在采样时刻偏差时，符号间干扰 为0 • 当采样时刻偏差不为 0，符号间干扰存在 • 符号间干扰信号为加性干扰，影响系统误码 率
均 衡 的 基 本 原 理
实际无线通信系统信道模型（频域）
发送 传输 滤波器 信道
接收 滤波器
均衡器
G T ( ) H T ( )
G R ( )
抽样 电路
C ( )
判决 电路
n(t)
未加均衡器时的传输函数（扩展的通道模型）
H ( ) G T ( )H T ( )G R ( )
所以，可以将发送/接收滤波器的非理想响应以及采样 时刻的误差导致的码间干扰都算作等效通道
能
多径信道冲激响应系数：h 0 h 1h 2 0 .6 0 .30 .1
用 N 阶迫零均衡器去均衡 M 径信道
1 k N
零均衡器的抽头系数 C i 。
准则一： 最小峰值误差准则
BPSK 多径 传输信号 信道
均衡器
迫
s(t)
hT (t)
c(t)
判决 电路
零
n(t) 多径信道也可以表示为横向滤波器结构，其冲激
算 法
响应为hT(t) hn(tnTs) ，2N 1阶迫零均衡器的冲 n
N
激响应为 c(t) Cn(tnTs)，则均衡器抽头系数为 nN
均衡器要对整个通道响应进行均衡
准则一： 最小峰值误差准则
依据最小峰值误差准则产生了 迫零算法均衡器
迫 零 算
均衡器输入峰值误差 均衡器输出峰值误差
1
D0
x0
| xk
k
|
k0
D
1 y0
|
k
yk
|
k0
当输入峰值误差 D 0 1 时，输出峰值误差的极小
法
值出现在
y0 yk
1 0,
时 ，据此可求出迫
频域：频域响应函数为实常数
实现方法
时域：设通道响应为h(t)，均衡器 响应为c(t)，则h(t)*c(t)=(t)， （注意这里是卷积）
频域：设通道响应为H(f)，均衡 器响应为C(f)，则H(f)C(f)=A， （注意这里是乘积）
均
码间干扰导致信号时域响应和衡频域 Nhomakorabea应的畸变
器
均衡器的分类
均衡器
研
时域均衡器
频域均衡器
究
最小峰值误差准则 最小均方误差准则
现
迫零算法 维纳算法 卡尔曼算法 LMS自适应算法
状
简
述
s(t)
无
多径通道
传输信号
h(t)
+
x(t) 均衡 y(t) 解调
器
信号
线
c(t)
噪声
通
均衡前：
信
xtst*htnt
系
均衡后：
统
yt xt*ct
模
st*ht nt *ct
型
)ejnTsd
根据奈奎斯特（Nyquist）第一准则
均
只有当 H ( ) 满足
衡
i
H
2i
Ts
TS
| | Ts
器
才可消除码间干扰
系
i H 2 T si i H 2 T si C 2 T si
数
如果 C(2i/Ts)对不同的i 有相同的函数形式，
的
即C ( )是以 2 / Ts 为周期的周期函数，则只要C ( ) 在(/Ts,/Ts)内满足下式即可消除码间干扰。
确 定
C()
Ts
i
H
2
Ts
i
| | Ts
均 衡 器
C()
Ts
i
H
2
Ts
i
| | Ts
C()
CejnTs n
n
系
Cn2 Ts
/Ts C(
/Ts
)ejnTsd
数 的 确
Cn
Ts 2
/Ts /Ts
i
Ts
ejnTsd
H2Tsi
定
均 衡
Cn
Ts 2
/Ts /Ts
i
Ts
ejnTsd
H2Tsi
器
给定一个无线通信系统特性 H ( ) 就可唯一
系 数
地确定 C ( ) ，于是就找到消除码间干扰的 无限多的均衡器抽头系数 Ci(i0,1,2, )。 然而，使横向滤波器的抽头无限多是不现
的
实的，而当采用有限抽头数的横向滤波器 时，码间干扰就不可能完全消除。
确 那么，此时的均衡效果如何去衡量呢？
hT(t)ct(t)
或 hT(n)cn(n)
写成矩阵展开形式
h0
h2
N
写成频域形式
h2
N
c
N
0
c0
1
h0
cN
0
HT()C1
设发射冲激响应时，均衡器的输入端得
到的信号序列为 x k ，k, ,，均衡器
的抽头系数为 C n ，nN, ,N，则迫零算 法可以表示为
yk I n xk n wk n0
或 ： yk I k I n xk n wk n0 nk
多径传输效应
h(t, ) n()
max(t)
码间干扰的体现形式
时域：接收信号指间信号相互干 扰
频域：频率选择性衰落
克服码间干扰的影响（均衡）
时域：信号时域响应函数必须为 冲击响应函数
特点3：有限阶迫零均衡器不能完全消除码间
干扰；随着迫零均衡器阶数N的增加，均衡效
果应该越来越好；当
时，理论上可以
完全消除多径传输所引N起的码间干扰。
特点4：如果迫零均衡器的抽头系数中存在某 些较大值，可能导致在均衡过程中对噪声过分 放大，致使均衡效果下降。
迫
特点3的解释
零
算
法
的
仿
真
性
BPSK信号长度： 1 0 6