通信中的最佳线性均衡器

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通信中的最佳线性均衡器 [复制链接]

在通信系统中,发射机发送的信号通过信道传输到接收机,传输信道有不同的媒体,主 要分成有线和无线两类。以无线为例,发射信号通过无线信道传播,经过多径到达接收机而 被接收,这些多径是由于信道中的信号经反射、折射和衍射形成的。多径传播产生的接收信 号是由多个延迟衰落的发射信号叠加而成的。因此接收机接收到的信号中存在着串扰和畸 变,直接进行检测会产生较大的误码。

一种改善信号检测性能的装置是信道均衡器,它的目标是补偿信道造成的串扰和畸变, 为了叙述简单,我们采用基带模型讨论均衡器的设计问题。

 

设发射机发送的信号序列是s(n),用一个线性时不变(LTI)滤波器模拟一个信道的传 输性质(对于慢时变系统,这个LTI模型是合理的),假定接收机和发射机用相同的采样频 率,接收到的信号表示为

x(n)=∑ k h(k)s(n-k)+v(n)

其中,v(n)表示加性干扰白噪声,h(n)表示信道的单位抽样响应,为了降低加性噪声和信道 传输的影响,设计一个线性滤波器作为均衡器,均衡器的单位抽样响应记为w(n),均衡器 输出为

y(n)=∑ k w(k)x(n-k)

线性均衡器的设计目标是使y(n)是s(n)的尽可能精确的估计,即 y(n)=∑ k w(k)x(n-k)≈s(n-Δ)

其中,Δ表示一个整数延迟量。一种设计线性最优均衡器的准则是最小均方准则,这实际是 设计一个维纳滤波器,滤波器的输入为x(n),期望响应为d(n)=s(n-Δ)。既可以设计 FIR结构的维纳滤波器,也可以设计IIR结构的维纳滤波器,并且只需要x(n)的自相关和 x(n)与s(n)的互相关函数。