本文關鍵詞：時間色散，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

數(shù)字傳輸?shù)囊霂砹肆硪粏栴}是時間色散。這一問題也起源于反射，但與多徑衰落不同，其反射信號來自遠離接收天線的物體約在幾千米遠處，圖3－20為時間色散一例。由基站發(fā)送“1”、“0”序列，如果反射信號的達到時間剛好滯后直射信號一個比特的時間，那么接收機將在從直射信號中檢出“0”的同時，還從反射信號中檢出“1”，于是導致符號“1”對符號“0”的干擾。           

              圖3－20 時間色散
在GSM系統(tǒng)中，比特速率為270kbit／s，則每一比特時間為3.7ms。因此，一比特對應1.1km。假如反射點在移動臺之后lkm，那么反射信號的傳輸路徑將比直射信號長2km。這樣就會在有用信號中混有比它遲到兩比特時間的另一個信號，出現(xiàn)了碼間干擾。時間色散似乎是個很棘手的問題，不過在GSM系統(tǒng)中采用了自適應均衡技術，這一問題的嚴重性得以緩解。

 

    均衡有兩個基本途徑：一為頻域均衡，，它使包括均衡器在內的整個系統(tǒng)的總傳輸函數(shù)滿足無失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件。它往往是分別校正幅頻特性和群時延特性，序列均衡通常采用這種頻域均衡法。二為時域均衡，就是直接從時間響應考慮，使包括均衡器在內的整個系統(tǒng)的沖激響應滿足無碼間串擾的條件。目前我們面臨的信號是時變信號，因此需要采用第二個均衡途徑時域均衡來達到整個系統(tǒng)無碼間串擾。
時域均衡系統(tǒng)的主體是橫向濾波器，也稱橫截濾波器，它由多級抽頭延遲線、加權系數(shù)相乘器（或可變增益電路）及相加器組成，如圖3-21。
               

圖3－21 橫向濾波器

 

自適應均衡器所追求的目標就是要達到最佳抽頭增益系數(shù)，是直接從傳輸?shù)膶嶋H數(shù)字信號中根據(jù)某種算法不斷調整增益，因而能適應信道的隨機變化，使均衡器總是保持最佳的工作狀態(tài)，有更好的失真補償性能，自適應均衡器需有三個特點：快速初始收斂特性、好的跟蹤信道時變特性和低的運算量。因此，實際使用的自適應均衡器系統(tǒng)除在正式工作前先發(fā)一定長度的測試脈沖序列，又稱訓練序列，以調整均衡器的抽頭系數(shù)，使均衡器基本上趨于收斂，然后再自動改變?yōu)樽赃m應工作方式，使均衡器維持最佳狀態(tài)。自適應均衡器一般還按最小均方誤差準則來構成，最小均方算法采用維特比（“Viterbi）算法。維特比算法其實質就是最大似然比算法，維特比均衡器的方框圖如圖3-22。
               

圖3－22 維特比均衡器

 

GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)中的訓練序列如表3-1，它們具有很好的自相關性，以使均衡器具有很好的收斂性。
表3-1 GSM系統(tǒng)的訓練序列

序數(shù)
十進制
八進制
十六進制
二進制

1
9898135
45604227
970897
00100101110000100010010111

2
12023991
55674267
B778B7
00101101110111100010110111

3
17754382
103564416
10EE90E
01000011101110100100001110

4
18796830
107550436
11ED11E
01000111101101000100011110

5
7049323
32710153
6B906B
00011010111001000001101011

6
20627770
116540472
13AC13A
01001110101100000100111010

7
43999903
247661237
29F629F
10100111110110001010011111

8
62671804
357045674
3BC4BBC
11101111000100101110111100

 
下面簡單介紹一下均衡技術的原理。信道可以是金屬線、光纜、無線鏈路等，每種信道有其自己的特性，如帶寬、衰減等等。因此，最佳接收機應適合用于特殊類型傳輸信道，這就意味著該接收機應知道信道是什么樣的，否則就不是最佳接收機：我們要做的事情就是建立一個傳輸信道（即空中接口）的數(shù)學模型，計算出最可能的傳輸序列，這就是均衡器。傳輸序列是以突發(fā)脈沖串的形式傳輸，在突發(fā)脈沖串的中部，加有已知方式的且自相關性強的訓練序列，利用這一訓練序列，均衡器能建立起該信道模型。這個模型隨時間改變，但在一個突發(fā)脈沖串期間被認為是恒定的。建立了信道模型，下一步是產(chǎn)生全部可能的序列，并把它們饋入通過信道模型，輸出序列中將有一個與接收序列最相似，與此對應的那個輸入序列便被認為是當前發(fā)送的序列，見圖3-23。
         

圖3-23 均衡器工作原理

 

例中序列長度N ＝ 3，接收序列為010。N ＝ 3給出了饋入信道模型的8種可能的輸入系列：
輸入000，輸出100；
輸入001，輸出010；
輸入010，輸出：110等等。
顯然，第二個輸入系列001產(chǎn)生了最相似輸出序列010，因此認為001＝為發(fā)送序列。
    這看起來似乎很簡單，不過問題是通常不會有N＝3的情況。例如在GSM中，N ＝ 116，這就需要相當大量的比較。假如每秒鐘比較1千萬個組合，計算全部組合將要花費1029年。由此導致的話音時延是絕對不能容忍的，所以實際使用的均衡器中使用了維特比算法就是這個道理。

    GSM規(guī)范要求均衡器應能處理時延高達15ms左右的反射信號，15ms約對應4比特時間。此外，由于近區(qū)（相對于接收機）反射，反射信號本身易受到瑞利衰落的影響。然而，與直射信號相比，反射信號具有不相關性衰落圖形，困而能被均衡器利用，從而改善性能。因此只要反射信號的時延不超過15ms就可以得到很好的信號質量。

  本文關鍵詞：時間色散，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：211375