(精)无线通信技术2012_5.3——必威体育精装版.ppt

扩频与均衡 4.3.4 均衡技术概述---均衡概念 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。 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。 扩频与均衡 4.3.4 均衡技术概述---均衡概念 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。 表一 时域均衡 频域均衡 目的 消除判决时刻的码间干扰 实现无失真传输 方法 利用具有可变增益的多抽头横向滤波器来实现 包括幅度均衡和相位均衡 特点 计算较复杂 简单、实用，便于硬件电路实现 应用 信息处理系统，一般需要DSP处理 语音通信系统中的幅度均衡方法常用的有有理函数均衡和升余弦波均衡 扩频与均衡 4.3.5 几种典型的均衡技术---时域均衡 时域均衡的基本思想： 当 不满足无码间干扰条件时，输出信号 将存在码间串扰，为此，在 之后插入一个称之为横向滤波器的可调滤波器 ，形成新的总传输函数 ，即： 显然，只要 满足下式，则输出y(t)将不含码间串扰。 扩频与均衡 4.3.5 几种典型的均衡技术---时域均衡 时域均衡器可以分为两大类，一是线性均衡器，二是非线性均衡器。如果接收机中判决的结果经过反馈用于均衡器的参数调整，则为非线性均衡器.反之，则为线性均衡器。 扩频与均衡 4.3.5 几种典型的均衡技术---时域均衡 折叠谱和无ISI传输 均衡器通常是以数字方式实现。令信息序列 端到端的等效基带系统 扩频与均衡 4.3.5 几种典型的均衡技术---时域均衡 时域均衡---线性均衡 我们假设均衡器为一个 抽头的横向滤波器 下面我们讨论两种线性均衡器：迫零均衡器（zero-forcing,ZF）和最小均方误差均衡器(minimum mean-square error,MMSE)。前者可以完全消除ISI，但是噪声增强比较显著，后者兼顾了降低ISI和避免噪声增强的问题，它能最小化发送符号和均衡器输出符号之间的均方误差。因此， MMSE均衡的错误率性能要好于ZF均衡。 扩频与均衡 线性均衡---迫零均衡 对匹配滤波器输出的抽样值进行Z变换有 迫零均衡器将消除由 引入的所有ISI。由上式可知能实现这一目的的均衡器为 虽然ISI被消除了，但是噪声也被增强了。具体而言，均衡器输出的噪声样值的功率谱密度为： 4.3.5 几种典型的均衡技术---时域均衡 扩频与均衡 4.3.5 几种典型的均衡技术---时域均衡 线性均衡---迫零均衡 由此可见，如果信道 在信号带宽范围内的任一频率处受到严重衰减，噪声功率就会显著增加。均衡器的设计必须要在消除ISI和噪声增强之间寻求一种最佳的平衡，能达到这种平衡的均衡之一就是MMSE均衡。 由 所定义的迫零均衡器不一定能用有限冲激响应滤波器来实现，也就是说，未必能找到有限个系数 使得 在这种情况下，我们需要找出一组系数 ，它能最佳地近似迫零均衡。注意这个近似必须对所有z值都有效。 扩频与均衡 4.3.5 几种典型的均衡技术---时域均衡 线性均衡---最小均方误差（MMSE）均衡 MMSE均衡的目标是最小化发送符号 和均衡器输出 之间的均方误差，也就是要选择 使 最小。 　 因为MMSE是线性均衡器，所以其输出是输入的线性组合，即： 这样，求最优系数的问题就是一个标准的线性估计问题。 我们将滤波器　　分为两部分：噪声白化部分　　　　和消除ＩＳＩ部分 如下图所示： 扩频与均衡 4.3.5 几种典型的均衡技术---时域均衡 带有噪声白化滤波的MMSE均衡 注意：我们用匹配滤波器是为了最大化抽样的信噪比，再通过噪声白化去除匹配滤波器的影响之后，我们就可以简化M