9.4 接收机实现
针对在接收机结构中实际实现均衡器,依据系统需求,我们可采用多种设计策略。
一个合理的设计视角是考虑完成给定信道环境均衡所需的训练数据量。这里涉及三个方面:信道长度、均衡器的收敛性以及信道的动态特性。
训练数据通常限制于预同步码序列内,所选长度将依据最大值L,随后确定M的数值。

1当信道为动态,即信道相较于帧长度在较短时间内发生变化时,必须使用多个均衡器。例如,我们可先利用LMS均衡器配合预同步码序列打开视窗,然后在数据信号部分采用DD均衡器维持视窗(见图9.13)。若不采用二级均衡器,则需缩短帧长度以满足相同的误码率要求。然而,预同步码必须足够长,以便均衡器能够适当自适应,这取决于M和L的取值。对于更大的均衡器,需要更多数据使其收敛,因此导致更长的预同步码。
我们可以对代码9.3中的二进制相移键控案例进行一些简单修改,以同时利用LMS和直接检测。在代码9.6 中,我们仅需添加一个条件来切换不同模式。


均衡器不仅仅用于补偿系统中的多径效应,它们本身在系统中也是非常有用的工具。均衡器还可用于补偿频率偏移、时序不匹配,甚至帧同步误差。然而,均衡器必须被配置以补偿这些条件。例如,在处理载波偏移时,该偏移相对于第7章节中的条件通常较小,应增大µ以应对这一情况。由于均衡器本质上仅为滤波器,补偿频率偏移实际上是将均衡器的抽头形成与载波瞬时相位等效的复数增益。然而,必须持续更新以补偿此类情况,因而需要采用双重直接检测(DD)和训练数据的实现方案。
在考虑时序补偿时,采用分数均衡器是十分有益的,该均衡器在前馈滤波器上处理多个样本。这使得均衡器成为多速率结构,同时也类似于第6章节中的时序补偿设计。在此配置下,均衡器能够对符号进行加权或插值,以精确校正接收信号中的延迟。除分数时序偏移外,借助延迟变量 δ,我们还可以在帧同步过程中补偿样本误差。
9.5 章节总结
本章节介绍了信道估计与均衡的基本概念。
我们围绕梯度下降算法LMS构建了多种均衡器设计,LMS是该领域的主流代价函数。针对有训练数据可用和需要盲操作的情形,本文提供了不同的均衡器实现策略。最后,讨论了结合多种均衡器设计的接收机实现策略,以及环境非理想因素下的不同应用场景。附录C中为感兴趣的读者简要展示了基本线性均衡器、零迫均衡器及判决反馈均衡器的数学推导。
文章来源:威视锐科技