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移动通信中信道均衡技术的研究与仿真设计.doc
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移动通信中信道均衡技术的研究与仿真设计.doc
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毕业设计(论文)任务书
题 目 移动通信道均衡技术的研究与仿真
起讫日期 年 月 日 至 年 月 日
学生专业班级
所在学院 电气信息学院
指导教师职称 讲师
所在单位 电子信息工程教研室
年 月 日
/ 36
.
摘 要
在移动通信领域中,码间干扰始终是影响通信质量的主要因素之一。为了提高通
信质量,减少码间干扰,在接收端通常采用均衡技术抵消信道的影响。由于信道响应
是随着时间变化的,通常采用自适应均衡器。自适应均衡器能够自动的调节系数从而
跟踪信道,成为通信系统中一项关键的技术。
本篇论文在对无线通信信道进行研究的基础上,阐述了信道产生码间干扰的原因
以与无码间干扰的条件,介绍了时域均衡的原理。深入研究了均衡器的结构和自适应
算法,在均衡器的结构中主要介绍了 种自适应均衡器结构即线性横向均衡器和判决
反馈均衡器并对这几种结构进行了比较。对于系数调整算法主要介绍了常用的几种算
法,包括 算法、盲均衡常用的恒模算法,并讨论了它们各自的优缺点。最
后选用线性横向均衡器结构与上述 种系数调整算法,利用 进行仿真,并对
结果进行分析与比较实验结果为 算法整体较 算法好。
关键字:均衡器
I / 36
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Abstract
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II / 36
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目 录
第一章绪论................................ ............... ............... ............... ............... ............................. .......... ................ 0
1.1 引言..............................................................................................................................................................0
1.2 国(外)研究现状............................................................................................................................................0
1.3 论文研究的主要容......................................................................................................................................1
第二章 信道、码间干扰与均衡技术简介.............................................. ............... ............... ............... ........... 3
2.1 信道..............................................................................................................................................................3
2.2 码间干扰...................................................................................................................................................... 4
2.3 均衡器原理..................................................................................................................................................5
2.4 均衡器的分类..............................................................................................................................................6
2.4.1
线性横向均衡器结构
(LTE)......................................................................................................................7
2.4.2
判决反馈均衡器
(DFE).............................................................................................................................8
2.5 本章小结....................................................................................................................................................10
第三章 移动通信中均衡算法的研究.............................................. ............... ............... ............... ................ 11
3.1 最小均衡误差算法(LMS)...........................................................................................................................11
3.2 盲均衡算法................................................................................................................................................14
3.3 本章小结....................................................................................................................................................17
第四章 均衡器的仿真与实现................. ............... ............... ............... ............... ............... .......................... 18
4.1 仿真系统框图............................................................................................................................................18
4.2 基于 LMS 算法均衡器仿真........................................................................................................................18
4.2.1
实验结果
................................................................................................................................................20
4.3 基于 CMA 算法均衡器仿真.......................................................................................................................20
4.3.1
实验结果
................................................................................................................................................23
4.4 LMS 算法与 CMA 算法比较.......................................................................................................................23
第五章 总结................. ............... ............... ............... ............... ............... ............................. ....................... 23
致.................. ............................. ............... ............... ............... ............................. ............... .......... .............. 24
参考文献................................ ............... ............... ............... ............... ............................. ............... ............. 26
附录................................ ............... ............... ............... ............................. ............... ................................... 27
III / 36
第一章绪论
( 引言
通常信道特性是一个复杂的函数,它可能包括各种线性失真、非线性失真、交调失
真、衰落等。同时由于信道的迟延特性和损耗特性随时间做随机变化,因此,信道特性
往往只能用随机的过程来进行描述。例如,在蜂窝式移动通信中,电磁波会因为碰撞到
建筑物或者其他物体而产生反射、散射、绕射,此外发射端和接收端还会受到周围环境
的干扰,从而产生时变现象,其结果为信号能量会不止一条路径到达接收天线,我们称
之为多径传播。
数字信号经过这样的信道传输后,由于受到了信道的非理想特性的影响,在接收端
就会产生码间干扰,使系统误码率上升,严重情况下使系统无法继续正常工作。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的特性,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。校正可以从时域和频域两个不同的
角度来考虑:频域均衡是利用可调滤波器的频率特性来弥补实际信道的幅频特性和群延
时特性,使包括均衡器在的整个系统的总频率特性满足无码间干扰传输条件。时域均衡
是从时间响应的角度考虑,使包括均衡器在的整个传输系统的冲击响应满足无码间干扰
的条件。频域均衡满足奈奎斯特定理的要求,仅在判决点满足无码间干扰的条件相对宽
松一些。随着数字信号的处理理论和超大规模集成电路的发展,时域均衡器已成为当今
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,一般采用简单的手动调整方
式。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
动调节抽头系数,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。
( 国外研究现状
均衡技术最早应用于信道,由于信道频率特性不平坦和相位的非线性引起时间的弥
散,使用加载线圈的均衡方法来改进传送语音用的双绞线电缆的特性。最常用于均衡的
线性滤波器是一个横向滤波器,称为线性均衡。有两种常用的方法确定均衡器的抽头系
数:迫零64准则和最小均方误差-准则。研究表明,线性均衡器对于像固定这样
的信道来说性能良好,因此这种算法被广泛应用到各种码间干扰不是很严重的场合。然
而随着移动通信技术的发展,这种均衡算法的弱点逐渐暴露出来。因此人们把研究的重
点放在了实现简单、性能较好的非线性均衡器上。判决反馈均衡器74-和最大似然序列
估计-就是两种非线性均衡器。判决反馈均衡器包括一个前馈滤波器和一个反馈滤
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