均衡器毕业论文.doc

均衡器毕业论文均衡器毕业论文自适应均衡器的仿真设计专业： 通信工程 目 录摘 要 IAbstract II1绪论 11.1引言 11.2 自适应均衡的研究发展概况 11.3 本论文的研究内容及主要工作 22信道、码间干扰及均衡技术 32.1 信道 32.1.1 恒参信道 42.1.2 变参信道 42．2 通信信道的仿真模型 82.3 码间干扰 92.4 自适应均衡的原理和特点 132.5 本章小结 143 均衡器的结构 143.1 线性横向均衡器(LTE) 143.2 线性格型均衡器(LLE) 163.3 判决反馈均衡器(DFE) 183.4 分数间隔均衡器(FSE) 203.5 本章小结 264 自适应均衡器的实现 264.1 LMS算法 274.2 自适应均衡器仿真 315 总结 34参考文献 35附录 35致谢 3633摘 要对信道的码间干扰进行校正的电路称为均衡器,其实质是信道的一个逆滤波器在高速数字移动通信、数字微波无线通信系统和作为重要的远程通信和军事通信手段之一的短波通信系统中, 由于多径与衰落现象引起码间干扰,系统性能恶化采用适当有效的自适应均衡技术, 可以克服数据传输在频带利用率、误码率性能以及传输速率上的许多缺点。

信道均衡是通信系统中一项重要的技术，能够很好的补偿信道的非理想特性，从而减轻信号的畸变，降低误码率在高速通信、无线通信领域，信道对信号的畸变将更加的严重，因此信道均衡技术是不可或缺的自适应均衡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自适应均衡作为自适应信号处理的一个重要方面, 已广泛应用于通信、雷达、声纳、控制和生物医学工程等领域本文介绍了自适应均衡器的发展历史，阐述了信道，产生码间干扰的原因以及无码间干扰的条件, 对各种自适应均衡器如线性横向均衡器，线性格型均衡器，判决反馈均衡器，分数间隔均衡器进行了分类讨论, 分析了其优缺点,，最后结合均衡的原理设计理想效果的均衡器，并利用MATLAB进行仿真关键词：自适应均衡；信道均衡；自适应均衡器；MATLABAbstractOf the channel inter-symbol interference correction circuit as equalizer, and its essence is an inverse channel filter. In the high-speed digital mobile communications, digital microwave wireless communications systems and as an important means of remote communications and military communications, one of short-wave communication system, due to the phenomenon of multipath and fading caused by inter-symbol interference, system performance deterioration. Appropriate and effective adaptive equalization technology, can overcome the data transmission in bandwidth efficiency, bit error rate performance and transmission rate on many of the shortcomings.Channel equalization is an important communication system technology, to a good compensation of non-ideal characteristics of the channel, so as to reduce signal distortion, reduce the error rate. In the high-speed communications, wireless communications, channel distortion of the signal will be more severe, so the channel equalization is indispensable. Equalizer coefficients can be automatically adjusted to track the channel as a key communication systems technology.As an important aspect of adap t ive signal p rocessing, adap t ive equalizat ion is w idely used in the field of telecommunicat ion, radar, sonar, cont ro l and biomedical engineering.This article describes the historical development of adaptive equalizer, set the channel, resulting inter-symbol interference ISI reasons and without conditions, on a variety of adaptive equalizers such as linear horizontal equalizer, line personality type equalizer, decision feedback equalizer, fractionally spaced equalizer were classified discussions, and analyzes its advantages and disadvantages, and finally combined with the principle of balanced design desired effect of the equalizer, and using MATLAB simulation.Key Words：　A daptive equalization, Channel equalization, A daptive equalizer, MATLAB1绪论1.1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过程来描述，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是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由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以后，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(ISI)，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频域和时域两个不同的角度考虑：在频域校正称为频域均衡，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，若从时域考虑问题，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，我们把这种均衡称为时域均衡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1.2 自适应均衡的研究发展概况 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纹线电缆的特性20 世纪60 年代以前, 能消除符号间干扰对数据传输恶化影响的信道均衡由固定均衡器或人工调整参数的均衡器完成由于衰落信道是随机时变的, 故需要研究自适应地跟踪信道时变特性的均衡器Lucky对自适应均衡器的研究作了很大的贡歉1965年,Lucky根据极小极大准则提出了一种“迫零自适应均衡器”, 用来自动调整横向均衡器的抽头加权系数,1966 年, 他将此算法推广到跟踪方式, 对自适应均衡器的研究做出了很大的贡献1965年,DiToro 独立的把自适应均衡器应用于对抗码间干扰对高频链路数据传输的影响1967年,Austin 提出了判决—反馈均衡器。

1969年, Gersho以及Proakis和Mille使用最小均方误差准则独立的重新描述了自适应均衡器问题1970年,Brady提出分数间隔自适应均衡器方案1972年,Ungerboeck对采用自适应最小均方误差算法的均衡器的收敛性进行了详细的分析1974 年, Godard 应用卡尔曼滤波器理论推导出了调整横向均衡滤波器抽头加权系数的一种高效算法—— 快速卡尔曼算法1978年, Falconer和Ljung介绍了快速卡尔曼算法的一种修正, 从而将其计算复杂性简化到可与简单的LMS算法比较的程度Satorius和Alexander在1979年、Satorius和Pack在1981年证明了色散信道格型自适应均衡器算法的实用性 均衡器从结构上可以分为三大类即线性、非线性均衡器和格型均衡器，从延迟线抽头间隔上分为码元间隔抽头和分数间隔抽头均衡器自适应均衡技术主要有三类：线性均衡、判决反馈均衡和最大似然序列估计（MLSE）许多滤波器结构都用来实现线性和非线性均衡器，而且，每种结构都有许多算法用来调整均衡器。

如果判决信号不作为均衡器的反馈信号，这样的均衡器称为线性均衡器；相反，如果判决信d(k)在输出的同时又被反馈回均衡器的前端,这样的均衡器叫做非线性均衡器自适应均衡器本质上是一个能够自动对系数进行调整的滤波器，自适应均衡器由于是对未知的时变信道作出补偿，因而它需要有特别的算法来更新系数，以跟踪信道的变化自适应算法的研究是很复杂的，从总体上可分为迫零算法、最小均方(LMS)算法、递归最二乘(RLS)算法和盲自适应算法其中抽头延迟的线性滤波器结构是均衡器结构中最简单最常用的模型盲自适应均衡（以下简称盲均衡）这一概念最早由日本学者Satk于1975年提出，它不需要参考信号来维持正常的工作和防失锁现象发生因此，在数字通信系统中可以提高信道效率，同时获得更好的均衡性能盲均衡从根本上避免了参考信号的使用，收敛范围大，应用范甩围广，克服了传统自适应均衡的缺点，从而降低了对信道和信号的要求，并简。