时域均衡“迫零算法”的实现

2.技术指标
y e e C 抽头系数
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i ，输出抽样值 k ，均方误差
，误差值 k 。
三、电路及结构及其工作原理
1.电路的结构框图 首先要熟悉自适应线性均衡器基本原理。 均衡器通常是用滤波器来实现的，使用滤波器来补偿失真的脉冲，判
决器得到的解调输出样本，是经过均衡器修正过的或者清除了码间干扰之 后的样本。自适应均衡器直接从传输的实际数字信号中根据某种算法不断 调整增益，因而能适应信道的随机变化，使均衡器总是保持最佳的状态，
System View 的图符资源十分丰富，包括基本库和专业库。基本库种包括加 法器、乘法器、多种信号源、接收器、各种函数运行器等，专业库有通信、逻辑、 数字信号处理、射频模拟等特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证。
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另外，System View 还通过自定义库的形式提供了 IS95 和 DVB 扩展图符库，方 便用户进行 CDMA 通信系统和数字电视业务分析；用户还可以自己用 C 语言编写 自己的用户自定义库，使得 System View 的应用方便。
Ts
Ts
Ts
C N
CN 1
C N 2
Ts
Ts
Ts
CN 1
CN
图 2 横向滤波器
图中：
Ts 表示一个满足无畸变条件的迟延线，且等于码元间隔,即在整个频率轴上的传 递函数为一常数。
表示一个增益或衰减元件，从 CN 到 CN 有(2N+1)个，每个这样的元件就叫 做一个抽头，每个抽头的增益或衰减可以根据需要进行调节。 设来自2N+1个抽头的信号相加之后输出为 y(t) 设 x(t)为输入信号的波形,且 x(t) ─ X(ω) y(t)为输出信号的波形,且 y(t) ─ Y(ω)
均衡器通常工作在接收机的基带或中频信号部分，基带信号的复包络含有信 道带宽信号的全部信息，所以，均衡器通常在基带信号完成估计信道冲激响应和
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解调输出信号中实现自适应算法等。 信号模型
系统时间设置
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原信号波形 补偿后的信号波形
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3.电路的原理图 横向滤波器的基本结构 输入 y(t)
输入 x(t)
利用 System View，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统和各种 多功率系统，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。用户在进行系 统设计时，只需从 System View 配置的图符库中调出有关图符，进行各个图符的 参数设置和相互间的连线，即可进行仿真操作，给出分析结果。System View 提 供功能强大的分析计算器，可以根据用户的需要对结果进行各种分析，对系统设 计和修改十分有利。
y(t)= (t) *e(t)
N
Ci (t iTS )
= iN
N
在抽样时刻 t kTs 上，有
yk
Ci xk i
i N
可行性：由上式可知，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，其中出 y0 意以外的所有 yk 都属于波形失
真引起的码间串扰。当输入波形想 x（t）给定，即各种可能的 xki 确定时，通
jwt
dw
N iN
Ci
(t
iTS
)
下面是均衡原理：
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设 x(t)为输入信号,即接收滤波器的输出,是被均衡的对象,且不附加噪声,如图 5.9-2所示
y(t)为时域均衡器的输出信号，有 y(t)=x(t)*e(t) （5.9-5）当一个单位脉冲输入均衡器时,(如以该脉冲传输至横 向滤波器中的中心抽头的时刻为参考时间 t=0),那么均衡器的输出,即均衡器的 时间响应是:
System View 能自动执行系统连接检查，给出连接错误信息或尚未悬空的待 连续端信息，通知用户连接出错并通过显示指出出错的图标。这个特点对用户系 统的诊断是十分有效的。System View 的另一重要特点是它可以从各种不同角度、 以不同方式按要求设计多种滤波器，并可自动完成滤波器各指标，如幅频特性、 传递函数、根轨迹图等之间的转换。
二、设计要求及技术指标
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1.设计要求
课题要求系统学习时域均衡原理，掌握理论知识，进行时域均衡原理 和算法设计，对自适应均衡器的原理图要理解透彻，完成对各项技术指标的 测量已达到理想的效果，自适应均衡器是一种实用性的器件，所设计的均衡 器应具备有较好的实际应用效果，对其可行性进行评测， 对整个系统设计 进行回顾，总结心得 。
jmwTS i
e jwNTs 是一个固定的延迟项，若把它们分离，则传递函数为
N
C e jiwTS i
E（w）= iN
（5.9-3）
由上式可知：
E（w）被 2N+1 个 Ci 所确定，即不同的 Ci 将对应不同的 E(w).
若 e(t）为均衡器的冲击响应函数，则有：
E（t）=
1 2π ?
-
E(w)e
在系统设计和仿真分析方面，System View 还提供了一个真实二灵活的窗口 用以检查、分析系统波形。在窗口内，还可以通过鼠标方便地控制内部数据的图 形放大、缩小、滚动等。另外，分析窗中还有一个强大的“接收计算器”，可以 完成对仿真运行结果的各种运算、频谱分析、滤波。
System View 还具有于外部文件的接口，可直接获得并处理输入输出数据。 提供了与编程语言 VC++或仿真工具 MATLAB 的接口，可以很方便地调用其函数。 System View 还具备与硬件设计的接口：与 Xilinx 公司的软件 Core Generator 配套，可以将 System View 系统中的部分器件生成下载 FPGA 芯片所需的数据文 件；另外，System View 还有与 DSP 芯片设计的接口，可以将其 DSP 库中的部分 器件生成 DSP 芯片编程的 C 语言源代码。
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从而有更好的失真补偿性能。图 1 为数据传输中的自适应均衡器。 延时
随机信 号
横向滤Biblioteka 信道∑波器
∑
噪声
自适应 滤波器
图1 自适应均衡器一般包含两种工作模式，即训练模式和跟踪模式。首先， 发射机发射一个己知的定长的训练序列，以便接收机处的均衡器可以做出 正确的设置。典型的训练序列是一个二进制伪随机信号或是一串预先指定 的数据位，而紧跟在训练序列后被传送的是用户数据。接收机处的均衡器 将通过递归算法来评估信道特性，并且修正滤波器系数以对信道做出补偿。 在设计训练序列时，要求做到即使在最差的信道条件下，均衡器也能通过 这个训练序列获得正确的滤波系数。这样就可以在收到训练序列后，使得 均衡器的滤波系数已经接近于最佳值。而在接收数据时，均衡器的自适应 算法就可以跟踪不断变化的信道，自适应均衡器将不断改变其滤波特性。 均衡器从调整参数至形成收敛，整个过程是均衡器算法、结构和通信 变化率的函数。为了能有效的消除码间干扰，均衡器需要周期性的做重复 训练。在数字通信系统中用户数据是被分为若干段并被放在相应的时间段 中传送的，每当收到新的时间段，均衡器将用同样的训练序列进行修正。 均衡器一般被放在接收机的基带或中频部分实现。 然后设计理想效果的均衡器。
时域均衡
—自适应均衡器通信系统 System View 仿真
专业年级： 2009 级通信工程二班
姓 名： 何忠霖 肖晓佳 张论意
学 号：2009072046 2009072051 2009072035
指导教师：
梁平原
日 期：
2012 年 10 月 26 日
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自适应均衡器设计
摘 要：
System View 是一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析平 台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真，直到一般的系统数 学模型建立等各个领域，System View 在友好而且功能齐全的窗口环境下，为用 户提供了一个精密的嵌入式分析工具。
经过的抽头
输入信号频谱的变化
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C N
C N 1
C N 2 ...... C1
C0 ..... CN
X(w) C N X(w) CN 1 e jwTS X(w) CN 2 e j2wTS
X(w) C1 e j(N1)wTs X(w) C0 e jNwTs
X(w) CN e j2NwTs
输出信号的频谱为 Y(w)=X(w) C N +X(w) CN 1 e jNwTs +X(w) CN 2 e j2NwTs +…
2.工作原理
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均衡根据通信系统中的一项重要技术，分为两种方式：频域均衡和时域均衡。 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，使包括均衡器在内的整个系统的总频率特性满足无码间干扰传输条件。时域 均衡是直接从时间响应角度考虑，使包括均衡器在内的整个传输系统的冲激响应 满足无码间干扰条件。频域均衡满足奈奎斯特整形定理的要求，仅在判决点满足 无码间干扰的条件相对宽松一些。所以，在数字通信中一般采用时域均衡。时域 均衡器可以分两大类：线性均衡器和非线性均衡器。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。在 线性均衡器中，最常用的均衡器结构是线性横向均衡器，它由若干个抽头延迟线 组成，延时时间间隔等于码元间隔 。非线性均衡器的种类较多，包括判决反馈 均衡器(DFE)、最大似然(ML)符号检测器和最大似然序列估计等。均衡器的结构 可分为横向和格型等。因为很多数字通信系统的信道(例如无线移动通信信道) 特性是未知和时变的，要求接收端的均衡器必须具有自适应的能力。所以，均衡 器可以采用自适应信号处理的相关算法，以实现高性能的信道均衡，这类均衡器 称为自适应均衡器。
+X(w) C1 e j(N1)wTs +X(w) C0 e jwNTs +X(w) C1 e j(N1)wTs +…X(w) CN e j2NwTs