时域均衡技术
时域自适应均衡技术的分析与应用
1
频率选择性衰落信道的多径特性
频率选择性衰落信道是一种时变多径信道, 其 44 2009 Radio Engineering Vo1 39 No 9
专题技术与工程应用
带来的影响。 到自适应均衡的目的 , 就必须能够自动调整均衡器 抽头增益的值 , 这种更新抽头增益所依据的方法即 为自适应算法。自适应均衡算法的选择是均衡器性 能得以实现的关键。 2. 2. 1 自适应均衡的典型算法 最小均方 ( LMS) 算法 : LMS 算法是由简单的 梯度估值所导出的一种自适应算法, 通过调整均衡 器抽头系数, 使均衡器的期望输出值与输出的估计 值之间的误差达到最小 , 因此, 它在本质上是一种使 均方误差输出在性能表面上最陡下降的算法
专题技术与工程应用
时域自适应均衡技术的分析与应用
刁树林, 钟剑波
( 总参第六十一研究所 , 北京 100141)
摘 要 概 述 了频 率选 择 性衰 落信 道 的传 输特 性 , 论 述 了采 用 均 衡 技术 的 必 要 性。 通 过 对各 种 均 衡 器 结 构 和 自 适应 均衡 算 法在 抵抗 符 号间 干扰 能 力、 收敛 速 度以 及运 算 复杂 度等 方 面的 分 析与 比 较 , 选 择了 判 决 反 馈作 为 均 衡 器 结构 、最 小 均方 自适 应 算法 作为 自 适应 准则 的 均衡 器方 案 。仿 真及 试 验结 果证 实 了设 计 的 时域 自 适 应 均衡 器 不 仅 具 有较 强的 抵 抗符 号间 干 扰能 力 , 而 且能 够获 得 隐分 集增 益 , 在 频率 选 择性 衰落 信 道中 具有 良 好的 应用 效 果。 关键词 频率选择性衰落信道 ; 符号间干扰 ; 时域自适应均衡 ; 判决反馈均衡 ; LMS 算法 中图分类号 TN911 文献标识码 A 文章编号 1003- 3106( 2009) 09- 0044- 04
时域均衡与频域均衡的比较
时域均衡与频域均衡的比较时域均衡与频域均衡是信号处理中两种常用的均衡方式。
它们都被用来补偿信号在传输过程中的失真,提高信号质量和可靠性。
尽管二者的目标相同,但它们在处理方法和效果上有所不同。
一、时域均衡时域均衡(Time Domain Equalization)是一种基于时域的均衡方法。
它主要通过改变信号的幅度和时延来抵消传输过程中的失真。
时域均衡器通常会对信号进行滤波处理,以消除传输路径引起的失真和干扰。
1.1 原理和方法时域均衡器主要基于等化器的概念,根据接收端观测到的失真信号特性,设计滤波器参数来实现失真的补偿。
它通过对接收信号进行卷积运算,将信号通过逆滤波器来抵消信道的影响。
其中,逆滤波器的参数通常通过训练算法或估计算法来获得。
1.2 优点和局限性时域均衡具有以下优点:1) 对频率响应波动不敏感:时域均衡器通过抵消信道引起的时间延迟而改善信号质量,对频率响应波动的鲁棒性较好。
2) 实时性较好:时域均衡器只需要对接收信号进行滤波,处理速度相对较快。
3) 简单实现:时域均衡器的设计和实现相对简单。
然而,时域均衡器也存在一些局限性:1) 效果受信噪比和多径效应限制:在高信噪比和多径效应严重的环境下,时域均衡可能无法满足需求,导致均衡效果不佳。
2) 反向滤波器设计困难:逆滤波器的设计需要准确的信道估计,对于部分复杂信道较难实现。
二、频域均衡频域均衡(Frequency Domain Equalization)是一种基于频域的均衡方法。
在频域均衡中,接收端通过转换接收信号到频域,对失真信号进行频域上的补偿处理。
2.1 原理和方法频域均衡器主要通过对接收信号进行频谱修正,降低信号在不同频段的失真程度。
它利用已知传输函数,通过信道频率响应的逆滤波器对接收信号进行滤波,以实现补偿目的。
频域均衡器可以通过快速傅里叶变换(FFT)等算法来进行实现。
2.2 优点和局限性频域均衡具有以下优点:1) 适应性强:频域均衡器可以针对不同信道频率特性进行精确的补偿,适应性较好。
部分响应和时域均衡
即
N
i
Ci xk
N N
i
0,
k 1,2, ,N
Ci xi 1,
iN
k 0
【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。
频带利用率
带宽为B = 1/2Ts (Hz) ,与理 想矩形滤波器的相同。
RB
/
B
1 TS
/1 2TS
2
❖存在的问题
(B/Hz )
设:系统输入的二进制码元序列为{ak},并设ak的取值为 +1及-1(对应于“1”及“0”),发送波形为g(t)。 则:当发送码元 ak 时,接收波形 g(t) 在相应时刻上(第k 个时刻上)的抽样值 Ck 为:
➢能力拓展
提示:R1 =1,R3 = -1,其余系数 等于0。
写出第Ⅳ类部分响应系统的相关公式(预 编码、相关编码、模2判决),并画出第Ⅳ类 部分响应系统方框图。
6.7.2 时域均衡
问题的提出:为什么要研究均衡技术?
H () GT ()C()GR ()
•
理论上存在理想的基带传输特性,但实际中,由
?????10nky????????????????????????????????????????????????????????????010010101221210???????????????nnnnnnnnnccccxxxxxxxxx????01kyk??????????????????????nniiinniikikxcnkxc01210?即????????????????010122nnnnc例设计一个具有3个抽头的迫零均衡器以减小码间串扰
通信原理时域均衡
N
或者简写为
i N
C x
k i
上式说明,均衡器在第K个抽样时刻上得到的样值yk将由2N+1 个Ci与xk-i乘积之和来确定。显然,其中除y0以外的所有yk都属于 波形失真引起的码间干扰。
例 : 设有一个三抽头的横向滤波器,其C-1=-1/4, C0=1, C+1=-1/2; 均衡器输入x(t)在各抽样点上的取值分别为: x-1=1/4, x0=1, x+1=1/2, 其余都为零。试求均衡器输出y(t)在各抽样点上的值。
(b )
i N
(c)
均衡器的输出波形
y(t ) x(t ) * e(t )
N
在抽样时刻kTs+t0有
y(kTs t0 )
i N i s
i N
C x(t iT )
i s
0
N
C x(kT t
yk
N
iTs )
i
i N
C x[(k i)T t ]
(3)数字基带传输系统通过码元的波形设计来消除码间串扰的影响,升余弦信号是最常 用的基带信号之一;
(4)部分响应基带传输可以使传输速率高于奈奎斯特极限,目前在有线通信中还未见采 用,但在频带受限的无线通信系统中有应用;
(5)信道均衡是通信系统中广泛采用的技术,横向滤波器均衡应用广泛;
(6)误码率是一切数字通信系统的重要指标,Q函数,互补误差函数是在高斯噪声干扰下 计算差错率的公式,其值由数值解求得。非高斯噪声干扰下不能用Q函数计算误码。
5.9 时域均衡
问题的提出
理论上存在理想的基带传输特性,但实际中, 由于设计误差以及信道特性的变化,总是存 在一定的码间干扰
cp6_8时域均衡
第8节 时域均衡
均衡的分类
频域均衡:是从校正系统的频率特性 H(w)出发,使包括均衡器在
内的基带系统的总特性满足无失真传输条件;
适用于:在信道特性不变,传输低速数据时。
时域均衡:是从校正系统的冲击响应波形 h(t) 出发,使包括均衡
器在内的整个系统的冲激响应满足无码间串扰条件。
为周期的周期函数: T(ω )与i无关, 可拿到求和号的外边
T ( w)
2i H (w ) TS i
TS
T(ω )完全由H(ω )决定
《 通信原理》第六章 数字基带传输系统 6-8-7
第8节 时域均衡
将T(ω )用傅里叶级数来表示
T ( w)
jnTSW c e n
i N
2N+1个联立方程
写成 矩阵 形式
x0 xN x2 N
x 1 x N 1 x 2 N 1
x2 N x N x0
C N 0 C N 1 0 C 0 1 0 C N 1 C 0 N
i 1 1
C x
i
i
C1 x1 C0 x0 C1 x1
3 4
当k=2时: y2 Ci x2i C1 x3 C0 x2 C1 x1
当k=-1时: y Ci x1i C1 x0 C0 x1 C1 x2 1
i 1 1
i 1 1
峰值畸变(失真)准则定义为
1 D y0
k k 0
y
时域均衡技术在数字电视测量中的运用
图 2
其 中第一 项 :k( ) 我 们 所 需 要 的信 号 ; 第 ah t 是 0 而
图 2中设 均 衡 器 的传 递 函数 为 E(), ()发端 基 带 I
( )得 到在抽 样点 时刻上 的值 。 1,
有 线 电视 技 术
均 衡器 : 基带 中插 入一 种手 调滤 波器 能减 小码 在
间干扰 的影 响 , 这种具 有 补偿作 用 的滤 波器 称为 均衡
器。
rT :  ̄ksoT) RT t (s ∑a( +— s nkso k ) T tn + ( +)
来 达到 整个 系统 无码 间 串扰 。
的 ME E M、N B R等 值 ,以及 相关 的 Q M 星 R、V E M、E A
座 图来做 判断 网络性 能状 况 , 实 际上 现在 行 业 内大 而 多 数测 试 仪表 都 是 无法 在 关 时域 均 衡 状 态 下 来 测 试 网络 , 以所得 到 的相关 测试 数据值 只是 仿真 S B的 所 T 时域 均衡技 术 处理 后 纠正过 的数据 值 , 而非 反 映 网络 的真 实状 况 。 这也是 广 电相关 部 门最 近常 提 出要 在关 时域均 衡状 态下 测试 网络 的主要 原 因 , 以便 于分 析 和
rt= a ( n s+ Rt () . t T ) n () h -
n :一∞
() 1
被 送入判 决 电路 , 确定 a 的取值 。
20 8年 第 2期 ( 第 2 ) 0 总 8期 1
●
维普资讯
施工测量
对 信 号 r t取样 的 时 刻 一 般 为 (T +。 , 里 t () k st 这 ) o 考 虑 了信 道 延 时和 取样 相 位 ,把 t (T +。 = k st )代 入 式
通信原理时域均衡
峰值畸变定义 均方畸变定义
D
1 y0
k
'
yk
e2
1 y02
k
'
y2k
例2设计3个抽头的迫零均衡器,以减小码间干扰。 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。
小结:
(1) 数字基带传输的常用码型各有各自的设计目的,如去除直流分量,减少连0串,加 强位同步信息或压缩频带等;
(2)基带码的功率谱决定于码元波形和码流的相关特性,一般需通过相关函数求功率谱 密度函数;
(3)数字基带传输系统通过码元的波形设计来消除码间串扰的影响,升余弦信号是最常 用的基带信号之一;
(4)部分响应基带传输可以使传输速率高于奈奎斯特极限,目前在有线通信中还未见采 用,但在频带受限的无线通信系统中有应用;
(5)信道均衡是通信系统中广泛采用的技术,横向滤波器均衡应用广泛;
(6)误码率是一切数字通信系统的重要指标,Q函数,互补误差函数是在高斯噪声干扰下 计算差错率的公式,其值由数值解求得。非高斯噪声干扰下不能用Q函数计算误码。
5.9 时域均衡
问题的提出
理论上存在理想的基带传输特性,但实际中, 由于设计误差以及信道特性的变化,总是存 在一定的码间干扰
如何解决
在基带系统中插入一种可调(也可不调)滤波器, 将能减小码间干扰的影响.这种起补偿作用的滤 波器统称为均衡器
按研究 的角度或领域,可分为频域均衡器、时 域均衡器
均衡器设计的两个基本途径:
频域均衡:使包括均衡器在内的整个系 统的传输函数满足无失真传输的条件
时域均衡:使包括均衡器在内的整个系 统的冲激响应满足无码间串扰的条件
04-PPT(时域均衡)
Contents
01
时域均衡的基本思想
02
时域均衡的实现
时域均衡的种类
时域均衡 基本思想
时域均衡是利用均衡器产生的响应波形去补偿已经畸变的 波 形,使最终的波形在抽样时刻上最有效地消除码间干扰。
a
b
时域均衡 的实现
时域均衡的实现
时域均衡通常是利用横向滤波器来实现的,通常被设置在 接收滤波器与抽样判决器之间。横向滤波器由带抽头衡 的种类
自动均衡
时域均衡
(调整方式)
手动均衡
预置式自动均衡
数据传输之前
自适应式自动均衡
数据传输过程中
01 时域均衡的基本思想
02
时域均衡的实现
03
时域均衡的种类
OFDM的时域和频域均衡技术-信道估计
插入方式中 ,各种插值算法的估计性能从劣到优依次是 :线性内插法 ,二阶插值法 ,三次样条插值法 ,
维纳滤波法 。根据前面的有关运算复杂度的分析可以看到 ,这些算法的运算复杂度和估计性能是相
互矛盾的 ,实际应用中应根据需要折衷选择 。
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^
^
H ( k) = H (mL + l) = C1 Hp (m - 1) + C0 Hp (m ) + C - 1 Hp (m + 1)
(2)
C1 =α(α2+ 1)
其中
C0
=
-
(α + 1)
(α - 1) α = l
L
C- 1
α(α =
-
2
1)
( 3) 三次样条插值法
这种方法里每个子载波的信道传输函数近似为 l /L 的三次多项式 。
(7)
其中 , R = RFF { RFF +σw2 ( XXH ) - 1 } - 1
(8)
这里 , RFF
= FFH为转移函数
F 的相关矩阵
,
σ2 w
为高斯白噪声的方差
,
XH
表示
X的
Herm itian矩
阵 。发送矢量往往是变化的 ,这样每次计算转移函数 F时都要重新计算 XXH , 增加了计算的复杂度 。
表 1 各种插值算法的运算复杂度
需要执行的乘法次数 NM 和加法次数 NA 来衡量 。上
算法
NM
NA
述各种算法的运算复杂度如表 1 所示 。其中 , K为导
(完整word版)自适应时域均衡器的设计
自适应时域均衡器的设计1 绪论在实际的通信系统中常常需要面对码间干扰,即符号间干扰(ISI)。
指的是在通信过程中,系统传输的一序列码元间相互间产生的干扰,ISI的存在使系统误码率上升,严重情况下甚至使系统无法继续正常工作,为了克服码间干扰,首先就要分析码间干扰产生的原因,再提出解决方法。
1.1 符号间干扰成因符号间干扰[1]本质上是时散效应,来源于以下两个方面:频带受限:由于实际信道的频带总是有限,并且偏离理想特性,所以使通过的信号在频域上产生线性失真,部分频谱分量被抑制,从而在时域上扩展了。
相邻码元波形原本没有重叠,但由于时域扩展产生的“拖尾”,导致前面码元波形延伸到后面码元波形中。
多径效应:同一码元波形通过不同路径传播,不同多径分量到达接收端的时间不同,如果第一多径分量与最后多径分量到达时间差超过码元宽度,前面码元的一部分多径分量就会叠加在后面码元中,产生ISI。
1。
2 均衡器的引入理论和实践证明,在接收系统中插入一种滤波器,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。
从校正的处理域分类可以把均衡分为两类:频域均衡:即在频域进行校正,它是通过调整均衡器使信道和均衡器总的频谱特性符合理想低通特性或等效低通特性,从而实现无码间干扰传输。
时域均衡:即在时域进行校正,它是以奈氏第一准则为依据,通过调整滤波器抽头系数,在时域波形上把畸变了的信号校正为在取样点上无码间干扰的波形。
随着数字信号处理理论和超大规模集成电路的发展,时域均衡已成为当今高速数字通信中所使用的主要方法。
调整滤波器抽头系数的方法有手动调整和自动调整.如果接收端知道信道特性,例如信道冲击响应或频域响应,一般采用比较简单的手动调整方式。
1。
3 自适应均衡器的提出由于无线通信信道具有随机性和时变性,即信道特性事先是未知的,信道响应是时变的,这就要求均衡器必须能够实时地跟踪通信信道的时变特性,可以根据信道响应自动调整抽头系数,我们称这种可以自动调整滤波器抽头系数的均衡器为自适应均衡器。
时域自适应均衡技术的分析
时域自适应均衡技术的分析摘要:随着科学技术的快速发展,时域均衡技术作为数据传输中对串扰进行克服的重要技术,为数据的高速传输提供了可靠保障。
本文对时域均衡原理进行分析,对时域自适应的算法原理进行探讨,并开展相应的仿真实验。
关键词:时域均衡技术;自适应算法;分析;仿真因为在数据传输过程中,实际的信道特性不是特别理想,时常会出现相应的码间串扰。
所以需要将对信道特性进行有效补偿的信道均衡器设置于接收机中,从而使信道特性接近于理想。
而随着科学技术的快速发展,时域均衡成为了对数据进行高速传输的重要方法。
1时域均衡原理时域均衡就是由时间响应方面进行直接考量,让整个数据传输系统所具备的冲激响应能够对无串扰条件进行有效满足。
目前通常是应用横向滤波器当作时域均衡器,能够以信道自身特性所出现的变化为依据,进行相应适当调整。
而横向滤波器就是用有着抽头的一条延时线组成的。
其中抽头之间存在间隔就相当于码元周期,对抽头中存在的延时信号通过加权之后,并使其在相加电路中进行有效汇总,然后进行输出。
横向滤波器中所输出的信号通过抽样会送入判决电路。
同时横向滤波器中每个抽头都拥有可调的加权系数,将其制定为能够对串扰进行消除的量。
假设抽头有2N+1个,而抽头的加权系数表示为C-N ,C-N+1,…,CN,输入波形所具备的抽样值序列就是{xk },输出波形所具备的抽样值序列就是{yk},然后有:yk=i=-NNCixk-i,k=-2N,⋯,+2N (1)在横向滤波器所含抽头比较有限的状况下,通过所讲述的均衡之后,对yk和xk 进行有效对比,虽然通过均衡yk中连续抽样点的串扰为零,但是距离较远的抽样点会有新的比较小的干扰出现。
出现这种情况主要是因为抽头的数量较少,也就是说具备少量抽头的横向滤波器是不能对串扰进行彻底消除的,但是当抽头数量达到足够多时,就可以将串扰所产生的影响降到最低。
所以说在极限状况下,利用具备无限抽头的横向滤波器能够对串扰进行彻底消除。
时域均衡和频域均衡
时域均衡和频域均衡时域均衡和频域均衡介绍时域均衡和频域均衡是数字信号处理中常用的两种信号增强技术。
时域均衡主要是通过滤波器来消除信号中的失真和噪声,从而提高信号质量;而频域均衡则是通过对信号进行傅里叶变换,将其转换到频域中进行处理,从而实现对不同频率成分的调整,进而提高信号质量。
本文将对这两种技术进行详细介绍。
时域均衡概念时域均衡是指通过滤波器来消除信号中的失真和噪声,从而提高信号质量的技术。
在数字通信系统中,由于传输链路、接收机等原因会导致接收到的信号发生失真和噪声干扰,使得接收到的信息无法完全正确地解码。
此时就需要使用时域均衡技术来消除这些干扰。
原理时域均衡的原理基于滤波器理论。
滤波器可以将输入信号按照一定规律进行处理,从而实现对特定频率成分的增强或抑制。
在数字通信系统中,接收到的信号可以看做是经过了一个滤波器的输出。
因此,如果我们可以找到这个滤波器的特性,并将其反向作用于接收到的信号上,就可以消除信号中的失真和噪声。
具体来说,时域均衡通常采用线性均衡器。
线性均衡器可以通过求解逆滤波器来实现对接收信号的修正。
逆滤波器是指一个与传输链路相反的滤波器,它可以将接收到的失真信号还原为原始信号。
在实际应用中,逆滤波器不可能完全正确地还原原始信号,但通过一定的优化算法和参数调整,可以使其尽可能地接近原始信号。
优点时域均衡具有以下优点:1. 实现简单:时域均衡技术只需要使用一个线性均衡器即可实现。
2. 适用范围广:时域均衡技术适用于各种数字通信系统中对信号质量要求较高的场合。
3. 效果稳定:通过优化算法和参数调整,可以使得时域均衡技术在各种情况下都能够达到较好的效果。
缺点时域均衡也存在一些缺点:1. 需要先知道传输链路的特性:时域均衡技术需要先知道传输链路的特性,才能够求解出逆滤波器。
如果无法准确获取传输链路的特性,就无法进行时域均衡。
2. 会引入新的失真:由于逆滤波器无法完全还原原始信号,因此时域均衡技术会引入一定程度的新失真。
现代通信技术-均衡技术
(式2)
11
02.均衡器抽头系数的确定
如果x-2N, …, x0, …,x2N已知,则求解上式线性方程组可以得到c-2N, …, c
0,
…,
c2N共2N+1个抽头系数值。使yk在k=0两边各有N个零值的调整叫做迫零调整,
按这种方法设计的均衡器称为迫零均衡器,此时峰值失真D 最小,调整达到
了最佳效果。 当均衡器的输入波形x(t)的形状随时间变化时,则必须相应地调整均衡器 的抽头系数以适应x(t)的变化,否则达不到均衡的目的。如果抽头系数的调整 由均衡器自动完成,这样的均衡器称为自适应均衡器。
串扰,故在高速数据传输中得以广泛应用。
2019/3/20
4
01.时域均衡原理
时域均衡的方法,是在基带系统接收滤波器与取样判决器之间
插入一个具有2N+1个抽头的横向滤波器。它是由带抽头的延迟线,
加权系数为{cn}的相乘器和相加器组成的,如图1(a)所示。送到均衡
器输入端的信号x(t)是接收滤波器的输出,如图1(b)所示。由于系统 特性的不理想,x(t)这个波形在其它码元取样时刻的值x1、 x2、 x-1、 x-2等不为零,所以会对其它码元的判决产生干扰。增加均衡器的目 的就是要对x(t)这个波形进行校正,使校正后的波形y(t)(即均衡器
e2
1 y0
2
k k 0
2 yk
2019/3/20
9
02.均衡器抽头系数的确定
由以上分析可知,用时域均衡来消除一定范围内的码间干扰,关键是如何 选择各抽头的加权系数{cn}。理论分析已证明,如果均衡前的峰值失真小于 1(即眼图不完全闭合),要想得到最小的峰值失真,输出y(t) 应满足下式要求
通信信道与时域均衡原理
通信信号处理
42
43
眼图的作用
最佳采样点 采样点畸变 采样时间 噪声容限 过零点畸变 定时误差
通信信号处理
43
均衡的目的
减少串扰,增加正确判决的概率
Noise Channel
Equalizer
通信信号处理
44
通信信号处理
27
28
多径信道模型
h(t ,τ )
通信信号处理
28
29
多径时延信号功率延时分布
P(τ ) 为归一化的功率延时分布,其均值为多径平均时 延 τ ,均方差为多径时延扩展
通信信Байду номын сангаас处理
29
30
多径时延
移动多径信道的参数 (1)时间色散 平均附加时延(τ )
τ
P(τ )τ = P(τ )
通信信号处理
9
10
无线传输方式
固定 (室外定向天线, 如八木天线) 便携 (室内天线) 移动 (全向) 增益低
时域均衡课件
眼图最大准则实验调整步骤
256K时钟 输出
8. 示波器探头CH1连接到信源256K时钟输出端(P19),用时钟输入作为示波 器触发信号源,
返回
眼图最大准则实验调整步骤
9. 将信源的码元置为随机码
返回
眼图最大准则实验调整步骤
均衡后眼图
畸变输出眼图
10. 如果观测到的眼图较混乱,则回到步骤1重新调整,如果眼图清 晰,则依次细调节电位器W9、W11、W8、W12、W7和W13 返回 使得T11均衡输出的眼图最佳。
眼图最大准则实验调整步骤
时钟波形
均衡前眼图
均衡后眼图
11. 对比均衡前后的眼图情况
返回
均衡器的调整方法
调整方法一:最小峰值畸变准则
调整方法二:眼图最大准则
返回
最小峰值畸变准则
调节时,可从发端每隔一定时间重复地送单脉冲, 其间隔超过码间干扰的持续时间,用示波器观察接 收波形。
返回
实验报告要求
记录各测试波形,并分析波形与理论是否相符。
通信原理实验之
时域均衡实验
实验目的 实验仪器与设备 实验内容 实验基本原理 实验步骤 实验报告要求
实验目的
理解时域均衡系统的工作原理、特点及其主要 作用。
学会按给定的准则调整和观测均衡器的方法。
返回
实验仪器与设备
双路稳压电源 双踪示波器 一台 一台
时域均衡器模块 一块返回
返回
最小峰值畸变调整方法的实验步骤
7.将可变电位器W7、 W8 、 W9、W10、W11、W12、 W13逆时针调 到最大,然后依次调节W9、W11、W8、 W12、W7和W13使T9均衡1 输出波形波形有对称,明显 的前后肩,波形展宽程度降低为止。 注意:有些实验模块用的抽头组在实验板右半部分,则调对应的 返回 电位器。
时域均衡技术在数字电视测量中的作用
时域均衡技术在数字电视测量中的运用吕家保 美国胜利通讯摘要:本文主要对时域均衡技术在数字电视测量中的运用和分析,并对时域均衡的特点和在实际测量的重要性进行说明。
关键词:时域均衡;FFE;DFE;抽头系数;码间干扰。
1.引言随着数字电视技术的不断发展,各地都在(或即将)开展大规模数字平移计划,然而随着数字电视的用户数逐月增加,随之带来的数字平台各种维护问题也迫在眉急。
快速的网络模/数转换,以至于自己的网络到底处于什么样的真实状态,往往不是十分清楚,因为您现在了解自己网络的唯一途径是通过各种测试仪表测出的MER、EVM、ENM、BER等值,以及相关的星座图QAM来做判断网络性能状况,而实际上现在行业内大多数测试仪表都是无法在关时域均衡状态下来测试网络,所以你所得到的相关测试数据值只是仿真STB的时域均衡技术处理后纠正过的数据值,而非反映你网络的真实状况。
这也是广电相关部门最近常提出要在关时域均衡状态下测试网络的主要原因,以便于分析和了解真实的网络性能和网络冗余度。
为了方便说明,我先介绍一下时域均衡技术的基本概念,以及时域均衡技术在数字电视系统中的运用。
最后再介绍几个在日常运维当中有关时域均衡技术运用的典型测试分析。
2.时域均衡均衡可分为频域均衡和时域均衡。
频域均衡:在广电大家很熟悉,就是校正频率的特性,补偿射频在传输中高频衰减大,低频衰减小的特性,使包括均衡器在内的传输系统的总幅频特性满足无失真传输条件。
时域均衡:是利用均衡器产生的时间波形去直接校正已畸变的波形,使包括均衡器在内的整个系统的冲激响应满足无码间串扰条件。
目前我们面临的QAM信号是时变信号,因此需要采用时域均衡技术来达到整个系统无码间串扰。
频域均衡在信道特性不变情况下,且在传输模拟信号时是适用的。
而时域均衡可以根据信道特性的变化进行调整,能够有效地减小码间串扰,故在数字电视的高速数据传输中得以广泛应用。
2.1时域均衡原理:现在让我们先来建立一个基带传输的数学模型为:我们从该数学模型图知道接收滤波器输出信号r(t)是各个发送信号的信道冲击响应的叠加,再加上白色高斯噪声n R (t )如下式:(公式1) 被送入判决电路,确αn 的取值。
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时域均衡原理
均衡的概念
(为什么要时域均衡?)
实际的基带传输系统不可能完全满足无码间串扰传输条件,因而码间串扰是不可避免的。
当串扰严重时,必须对系统的传输函数进行校正,使其达到或接近无码间串扰要求的特性。
理论和实践表明,(什么事时域均衡?)在基带系统中插入一种可调(或不可调)滤波器就可以补偿整个系统的幅频和相频特性,从而减小码间串扰的影响。
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。
均衡分为频域均衡和时域均衡。
频域均衡是从频率响应考虑,使包括均衡器在内的整个系统的总传输函数满足无失真传输条件。
而时域均衡,则是直接从时间响应考虑,使包括均衡器在内的整个系统的冲激响应满足无码间串扰条件。
频域均衡在信道特性不变,且传输低速率数据时是适用的,而时域均衡可以根据信道特性的变化进行调整,能够有效地减小码间串扰,故在高速数据传输中得以广泛应用。
本节仅介绍时域均衡原理。
由以上结果可见,输出波形的最大值降低为 3/4 ,相邻抽样点上消除了码间串扰,即,但在其点上又产生了串扰,即和。
这说明,用有限长的横向滤波器有效减小码间串扰是可能的,但完全消除是不可能的。
时域均衡的实现方法有多种,但从实现的原理上看,大致可分为预置式自动均衡和自适应式自动均衡。
预置式均衡是在实际传数之前先传输预先规定的测试脉冲(如重复频率很低的周期性的单脉冲波形),然后按“迫零调整原理”(具体内容请参阅有关参考书)自动或手动调整抽头增益;自适应式均衡是在传数过程中连续测出距最佳调整值的误差电压,并据此电压去调整各抽头增益。
一般地,自适应均衡不仅可以使调整精度提高,而且当信道特性随时间变化时又能有一定的自适应性,因此很受重视。
这种均衡器过去实现起来比较复杂,但随着大规模、超大规模集成电路和微处理机的应用,其发展十分迅速。
均衡器实际上就等效于基带信道滤波器的逆滤波器,如果信道是一个频率选择性衰落的信道,则均衡器将放大被衰落的的频率分量,衰减被信道增强的分量,从而提供一个平坦频率响应和线性相位响应的g(t)。