自适应均衡器的设计与仿真毕业设计论文(编辑修改稿)

自适应均衡器的设计与仿真毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

统中有关部件和电路，如天线与馈线、功率放大器、滤波器、调制器、解调器等。 广义信道又分为调制信道和编码信道 ]2[。 在信道中发生的基本物理过程是电磁波的传播。 如果不管电磁波传播的具体方式，则可以发现信道具有以下共同特征： (1)所有信道都具有输入端和输出端，待传信号作用在输入端，而输出信号由输出端送给接收设备； (2)观察表明，绝大多数信道是线性的，亦即输出和输入量 得关系满足叠加原理，但在某些情况下信道可能存在非线性效应； (3)信号通过信道后能量被衰减，或者说传播过程中引入了损耗，而且损耗往往是随时间变化的； (4)信号自输入端到输出端要经历一定的时延； (5)所有信道都存在噪声或者干扰，也就是说，即使没有输入信号，信道也有输出。 根据以上描述，可以用如图 21 所示的四端网络来描述信道的模型，其输入信号是   )()()( tntxfty  () 式中  )(txf 代表输入信 号 )(tx 的线性或者非线性变换 ， )(tn 代表加性噪声。 图 21 信道模型 在线性条件下，信道的传输特性决定于等效四端网络的传输函数 )(wHc。 在一个相当长的时间内 )(wHc 保持恒定的信道，称为恒参信道；否则称为变参信道。 下面分别讨论他信道等效 模型   )()()( tntxfty  )(tx 合肥学院计算机科学与技术系毕业论文 4 们的特性及对数据传输的影响。 恒参信道 恒参信道的传输函数 可以表示为 )()()( wjcc ewHwH  () 式中： fw 2 ，代表角频率； )(wHc 是信道的幅度特性； )(w 是信道的相位特性。 另外，群时延定义为 dwwdw )()(   () 任何一个现实的信号都将占据某一定的频带，即它是由许多不同频率的分量构成的。 如果在信号频带内，信道的幅度响应 )(wHc 不是常数，信号的各频率分量将受到不同的衰减，在输出端叠加后将发生波形的畸变或失真，这种失真称为幅度失真。 如果在信号频带内， )(w 不是频率的线性函数，即 )(w 不是常数，那么信号的各个频率分量通过信道后将产生不同的时延，从而引起波形失真。 这种失真称 为相位失真或群时延失真。 一般来说，信道的带宽总是有限的。 这种带限信道对数字信号传输的主要影响是引起码元波形的展宽，从而产生码间干扰。 为了使码间干扰减少到最少的程度，就需要采用自适应均衡技术。 变参信道 信道的传输特性一般都是随时间变化的。 这些变化可以分为慢变化（或称长期变化）和快变化（又称短期变化）。 慢变化和快变化没有明显的分界，但一般认为在 5 分钟或者更长时间内才显现的变化属于慢变化，而在分秒间显现的变化属于快变化。 这两种变化的原因截然不同的。 慢变化是与传播条件（如对流 层气象条件、电离层的状态等）的变化相关联的。 而快变化，又称为快衰落，表现为接收信号振幅和相位的随机起伏，起源于电波的多径传播。 (1)两条射线的多径 为了便于明确多径传播效应，首先讨论双射线多径信道。 设第二条射线相对于第一条射线的时延为 )()( 0 tt   ，这里 0 是 )(t 的平均值， )(t 是 )(t 中随时间变化的部分。 一般 来说 )(t 是细微的，但它足以引起射频相位的显著变化。 如果不考虑信道的固定衰减，则可以得到如图 22 所示的信道等效模型，图中 1 表示第一条射线， 2 表示第二条射线，  是第二条射线相对于第一条射线的幅度比。 显然信道等效模型的传输函数为 )]([)(011),(twjtjwce etjwH    () 式中 )()( 39。 twt   ， fw 2。 由式 ()，经过一些代数运算可得信道的振幅特性和群延时特性分别为 20 )](c os [21),(   twtwA () 合肥学院计算机科学与技术系毕业论文 5 20 00 )](c o s [21 )](c o s [),(     tw twtwT () 图 22 双射线信道等效模型 由式 ()可以看出，当  )12()(0  ntw 时，出现幅度谷点。 响应有 1minA 1 0minT 当  ntw 2)(0  时，出现幅度峰值，相应有 1maxA 1 0minT 因为 )(w 是随时间变化的，故峰值和谷点在频率轴上的未知也是随着时间不断移动的。 信道的这种时变特性对信号传输的影响可分为下列两种情况 ： (a)窄带信号：这是指信号频带 B 0/1 的情况。 窄带信号通过信道后，则频率分量的幅度和相位一致的（或相关的）随时间变化，因为波形不会失真，这种情况称为平坦衰落。 主要问题是信号电平随 机起伏，在某些时间下降到指定的门限以下，甚至导致通信暂时中断。 此外，衰落引起的相位随机抖动对于某些传输系统也是必须考虑的因素。 (b)宽带信号：当信号带宽与 0/1 可相比较时，信号的各频率分量将经受不相关的衰落，这就是所谓的频 率选择性衰落。 它的主要影响是引起信号波形失真。 对于数字通信来说 ，其主要危害是造成码间干扰。 由前面的分析可以知道，引起快衰落的主要原因是路径时延差 )(t。 因)(*)( twt   ， )(t 的细小变化就会使射频信号变化 2 弧度，两条射线时而同相相加，时而相反抵消，故合成信号的幅度发生大起大落。 但衰落的深度即频率选择性决定于幅度比  与时延差的均值 0。  越接近 1，衰落深度越大。 0 越大，色散（各频率分量传播速度不同）越严重，信道允许通过的信号 频带越低。 (2)N 条射线的多径 设信道输入为 jwetx )( （幅度为 1 的正弦波），则信道的输出为  jwNitjwi eeaty i ][)( )(  () 式中 iia, 分别是第 i 条射线的幅度和相位。 考虑到 输入  )(t + 输出 1 2 时延 合肥学院计算机科学与技术系毕业论文 6 )()( tt ii    Ni iN 1 且有理由假定  是与时间无关的常数，式 ()可变成 )()( ][)(   ijwNitji eeaty i () 式中， )(*)( twt ii   ，而  对信号传输是无影响的，故可得信道传输函数为 )()(),( )(tjxtxeatjwHsctjNi ici   () 这里   NiNi iisiic tatxtatx ).(s in)(),(c o s)( 而 )()(|),(|)( 22 txtxtjwHwA scc  () )( )(a r c t a n)],([)( tx txtjwHA rgw csc  () 从某一时刻去观察 cx 、 sx 均为 N 个零均值独立的随机变量之和。 当 N 很大，由中心极限定定理， cx 、 sx 将服从一维正态分布。 由概率论知识可知，在这种情况下信号的幅度A 将服从锐利分布，相位将服从均匀分布，即有 0,)( 2222  yeyyfyA  ()   ||21,0)(，其他f () 上式中 )(yfA 、 )(f 分别代表信道输出信号幅度和相位的概率密度，而 2 等于正态随机变量 cx 、 sx 的方差，即 2 = 2cx= 2sx。 许多信道（例如散射信道、移动信道）都包含大量的传播路径，因此接收信号的幅度往往服从瑞利分布。 这种快速衰落常常称为瑞利衰落 ]3[。 通信信道模型 前面讨论了恒参信道和随参信道传输特性以及对信号传输的影响。 除此之外，信道的加性噪声同样会对信号传输产生影响。 加性噪声与信号独立，并且始终存在，实际上只能采取措施减少加性噪声的影响，而不能彻底消除加性噪声。 各种加性噪声都可以认为是一种起伏噪声 ，且功率谱密度在很宽的范围内都是常数。 因此，通常近似认为通信系统的噪声是加性高斯白噪声 ( AWGN )，其双边功率谱密度为 )/(2)( 0 Zn HwnwP  () 合肥学院计算机科学与技术系毕业论文 7 自相关函数为 )(2)( 0  nRn  () 式 ()说明，零均值高斯白噪声在任意两个不同时刻的取 值是不相关的，因而也是统计独立的。 通信信道模型如图 23 所示，发射端发送的信号 )(ts 经过信道传送时，首先 受信道传输的 影响，再经由加性高斯白噪声 ( AWGN )恶化，便成为接收端收接收到的信号。 图 23 通信信道仿真模型 信号 )(ts 经过这样一个信道滤。