第5章(5.7)分数间隔均衡器(FSE)简介

5.7 分数间隔均衡器(FSE)简介 Fractionally Spaced Equalizer

一、引言

高速()4.8kb/s ≥话路MODEM 必须采用AE （自适应均衡），以获得良好的性能。

1. 常规AE 存在的问题： 常规AE ：LE ，DFE 1) 对定时相位偏差敏感。原因：信道折叠谱的效应。 2) 对幅频特性、群时延特性较差的信道，性能不够好。

2. FSE 的优点：

1) FSE 等效一个(MF+C ’(z))，C ’(z)为等效AE ，同步间隔T 。 即，以一个部件实现最佳线性接收机。

2) FSE 能够补偿较严重的群时延失真，且对定时相位不敏感。

亦即，FSE 的性能几乎与信道群时延和接收机定时相位无关。 3) 带有判决反馈的FSE 能更有效的补偿信道幅频特性失真。

二、FSE 频域分析（等效基带系统）

k I ∧

} h (t )

x (t )

k (t) ↔ )(ωT K (全系统响应)

全系统响应：

()⎥⎦⎤⎢⎡⎪⎫ ⎛+⎪⎫ ⎛

+⎪⎫ ⎛=∑∑-τ

πωπωωωˆ2exp 21n j n x e C K l lT j l T

)('

z C T 周期谱 ˆτ

引起）

ω -π/T 0 π/T

图1 T 间隔抽样频谱（折叠谱）

重叠区域出现深度衰减，零点的因素：

1）信道的幅频、群时延特性，引起180度相位差。

2）取样器定时相位偏差引起的附加相移τωˆj e -—等效地可以折算到前一种因素。

2．FSE 系统

()T K ω'

)(ωT K

-π/T’ -π/T 0 π/T π/T ’ ω

图2 分数间隔(T ')抽样频谱（无重叠区域）

频谱无重叠区域 要求：

()1T T

ρπ

π

+>

'

， 即 ()

1

1T T ρ'<

+

()⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝

⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑τπωπωωωˆ2exp 21)(''''

''T n j T n H T C K n T T 由于

()1T T

ρπ

π

+>

'

，频谱不重叠，故在奈氏带宽

T

π

'内：（当n =0）

()ˆ()()j T T

K C H e ωτωωω'''=， T π

ω≤'

三、FSE 的结构和性能

1 结构 可以证明：

()T

C ω''T

全系统响应：

()()()()

2

*

2

()12T T n H K C H H n H N T T ωωωωπωω'==

⎛

⎫++ ⎪⎝

⎭∑ ， T

πω≤

2. 最佳抽头： h A C '1-=opt h 为信道向量

*[]n m E =A y y (2K +1)(2K +1)Hermitian 信道相关矩阵

3.min J '1min 1J -=-h A h

4. LMS 算法： *1k k k k ε+=+∆C C y

5. 性能：(SNR 0，定时偏差) 模拟条件：

1)9600b/s 16QAM 系统均衡(2400Baud), 0.12ρ=； 2)信道：三种信道；

3)AE ：LE （T 间隔），24taps ；FSE （T/2间隔），48taps ； 4)SNR I = 28dB

结论：

1)FSE对定时偏差和信道相位失真不敏感。FSE的性能优于同步T间隔LE，

甚至在定时偏差很小时。

2)带有判决反馈的FSE可以补偿信道更严重的幅度失真，SNR0改善2~3dB。

3)在实际系统中有限抽头FSE可用作最佳线性接收机，以取代MF和同步间

隔LE。FSE具有自适应匹配功能。