本文關(guān)鍵詞：時(shí)間色散，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

數(shù)字傳輸?shù)囊霂?lái)了另一問(wèn)題是時(shí)間色散。這一問(wèn)題也起源于反射，但與多徑衰落不同，其反射信號(hào)來(lái)自遠(yuǎn)離接收天線的物體約在幾千米遠(yuǎn)處，圖3－20為時(shí)間色散一例。由基站發(fā)送“1”、“0”序列，如果反射信號(hào)的達(dá)到時(shí)間剛好滯后直射信號(hào)一個(gè)比特的時(shí)間，那么接收機(jī)將在從直射信號(hào)中檢出“0”的同時(shí)，還從反射信號(hào)中檢出“1”，于是導(dǎo)致符號(hào)“1”對(duì)符號(hào)“0”的干擾。           

              圖3－20 時(shí)間色散
在GSM系統(tǒng)中，比特速率為270kbit／s，則每一比特時(shí)間為3.7ms。因此，一比特對(duì)應(yīng)1.1km。假如反射點(diǎn)在移動(dòng)臺(tái)之后lkm，那么反射信號(hào)的傳輸路徑將比直射信號(hào)長(zhǎng)2km。這樣就會(huì)在有用信號(hào)中混有比它遲到兩比特時(shí)間的另一個(gè)信號(hào)，出現(xiàn)了碼間干擾。時(shí)間色散似乎是個(gè)很棘手的問(wèn)題，不過(guò)在GSM系統(tǒng)中采用了自適應(yīng)均衡技術(shù)，這一問(wèn)題的嚴(yán)重性得以緩解。

 

    均衡有兩個(gè)基本途徑：一為頻域均衡，，它使包括均衡器在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的總傳輸函數(shù)滿足無(wú)失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件。它往往是分別校正幅頻特性和群時(shí)延特性，序列均衡通常采用這種頻域均衡法。二為時(shí)域均衡，就是直接從時(shí)間響應(yīng)考慮，使包括均衡器在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)滿足無(wú)碼間串?dāng)_的條件。目前我們面臨的信號(hào)是時(shí)變信號(hào)，因此需要采用第二個(gè)均衡途徑時(shí)域均衡來(lái)達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)無(wú)碼間串?dāng)_。
時(shí)域均衡系統(tǒng)的主體是橫向?yàn)V波器，也稱(chēng)橫截濾波器，它由多級(jí)抽頭延遲線、加權(quán)系數(shù)相乘器（或可變?cè)鲆骐娐罚┘跋嗉悠鹘M成，如圖3-21。
               

圖3－21 橫向?yàn)V波器

 

自適應(yīng)均衡器所追求的目標(biāo)就是要達(dá)到最佳抽頭增益系數(shù)，是直接從傳輸?shù)膶?shí)際數(shù)字信號(hào)中根據(jù)某種算法不斷調(diào)整增益，因而能適應(yīng)信道的隨機(jī)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(bǔ)償性能，自適應(yīng)均衡器需有三個(gè)特點(diǎn)：快速初始收斂特性、好的跟蹤信道時(shí)變特性和低的運(yùn)算量。因此，實(shí)際使用的自適應(yīng)均衡器系統(tǒng)除在正式工作前先發(fā)一定長(zhǎng)度的測(cè)試脈沖序列，又稱(chēng)訓(xùn)練序列，以調(diào)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(dòng)改變?yōu)樽赃m應(yīng)工作方式，使均衡器維持最佳狀態(tài)。自適應(yīng)均衡器一般還按最小均方誤差準(zhǔn)則來(lái)構(gòu)成，最小均方算法采用維特比（“Viterbi）算法。維特比算法其實(shí)質(zhì)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(dòng)通信系統(tǒng)中的訓(xùn)練序列如表3-1，它們具有很好的自相關(guān)性，以使均衡器具有很好的收斂性。
表3-1 GSM系統(tǒng)的訓(xùn)練序列

序數(shù)
十進(jìn)制
八進(jìn)制
十六進(jìn)制
二進(jìn)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(jiǎn)單介紹一下均衡技術(shù)的原理。信道可以是金屬線、光纜、無(wú)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(jī)應(yīng)適合用于特殊類(lèi)型傳輸信道，這就意味著該接收機(jī)應(yīng)知道信道是什么樣的，否則就不是最佳接收機(jī)：我們要做的事情就是建立一個(gè)傳輸信道（即空中接口）的數(shù)學(xué)模型，計(jì)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(guān)性強(qiáng)的訓(xùn)練序列，利用這一訓(xùn)練序列，均衡器能建立起該信道模型。這個(gè)模型隨時(shí)間改變，但在一個(gè)突發(fā)脈沖串期間被認(rèn)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(guò)信道模型，輸出序列中將有一個(gè)與接收序列最相似，與此對(duì)應(yīng)的那個(gè)輸入序列便被認(rèn)為是當(dāng)前發(fā)送的序列，見(jiàn)圖3-23。
         

圖3-23 均衡器工作原理

 

例中序列長(zhǎng)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(gè)輸入系列001產(chǎn)生了最相似輸出序列010，因此認(rèn)為001＝為發(fā)送序列。
    這看起來(lái)似乎很簡(jiǎn)單，不過(guò)問(wèn)題是通常不會(huì)有N＝3的情況。例如在GSM中，N ＝ 116，這就需要相當(dāng)大量的比較。假如每秒鐘比較1千萬(wàn)個(gè)組合，計(jì)算全部組合將要花費(fèi)1029年。由此導(dǎo)致的話音時(shí)延是絕對(duì)不能容忍的，所以實(shí)際使用的均衡器中使用了維特比算法就是這個(gè)道理。

    GSM規(guī)范要求均衡器應(yīng)能處理時(shí)延高達(dá)15ms左右的反射信號(hào)，15ms約對(duì)應(yīng)4比特時(shí)間。此外，由于近區(qū)（相對(duì)于接收機(jī)）反射，反射信號(hào)本身易受到瑞利衰落的影響。然而，與直射信號(hào)相比，反射信號(hào)具有不相關(guān)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(hào)的時(shí)延不超過(guò)15ms就可以得到很好的信號(hào)質(zhì)量。

  本文關(guān)鍵詞：時(shí)間色散，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：211375