【正文】 I 基于 MATLAB 的自適應(yīng)均衡器 的 研究 【摘 要】 :隨著科技的發(fā)展 ， 如何實(shí)現(xiàn)工作高效發(fā)展已經(jīng)成為各個(gè)領(lǐng)域的首要因素，在通信領(lǐng)域亦是如此 。 ISI（ 碼間串?dāng)_ ）是干擾時(shí)變 通信質(zhì)量和 傳輸 速度 的主要因素 。 由于 基帶傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)不可能滿足實(shí)際波形不失真的實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)中，所以串?dāng)_是必然會(huì)發(fā)生的。通常 把消除串?dāng)_的濾波器稱為均衡器，它其實(shí)就是一個(gè)逆濾波器通道。 信道失真在高速通信，無線通信中會(huì)更加嚴(yán)重，從而信道均衡技術(shù)是成為了通信傳輸中不可缺少的。在通信系統(tǒng)中， 優(yōu)良的 信道均衡器 可以彌補(bǔ) 信道 不 理想特性，降低 信號(hào)傳輸 錯(cuò)誤率 ，從而達(dá)到降低 信號(hào)失真的一種重要技術(shù) 手段 。 本文 介紹了 自適應(yīng)均衡器的 設(shè)計(jì)原則 ，結(jié)合遞歸最小二乘算法和最小均方算法。最后運(yùn) 用 MATLAB進(jìn)一步分析仿真實(shí)現(xiàn)這些算法的自適應(yīng)線性濾波器 并分析其性能 。 【關(guān)鍵詞】 ： LMS 算法；自適應(yīng)；線性均衡器 ； RLS 算法 II Research on Adaptive Equalizer Based on MATLAB Abstract： With the development of technology， how to efficiently achieve development has bee a primary factor in various field， is also true in the field of munication. ISI is one of the important reasons for varying interference munication quality and transmission speed. Baseband transmission of the munication system can not meet the realtime actual waveform of undistorted transmission system， crosstalk is bound to arise. Crosstalk elimination circuit usually called equalizer came from the principle that it is an inverse filter channel. In munication systems， good channel equalizer to pensate for nonideal characteristics of the channel in order to minimize signal distortion， an important technology to reduce the transmission error rate of the signal. Channel distortion in a high speed munication， wireless munication is more severe， so that channel equalization techniques bee indispensable munication transmission. The article describes the design principles of the adaptive equalizer， bined with recursive least squares algorithm and the minimum mean square algorithm. Finally， further analysis of simulation using MATLAB adaptive linear filter these algorithms and analyze their performance. Key words： LMS algorithm； Adaptive； Linear equalizer； RLS algorithm III 目錄 第一章 緒論 ........................................................................................................................... 1 均衡器研究背景及意義 ........................................................................................... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ....................................................................................................... 2 本文研究?jī)?nèi)容和主要工作 ....................................................................................... 3 第二章 自適應(yīng)均衡器原理及其分類 ................................................................................... 4 信道 ........................................................................................................................... 4 自適應(yīng)均衡的原理和特點(diǎn) ....................................................................................... 5 自適應(yīng)濾波器的分類和基本構(gòu)成 ............................................................................ 6 自適應(yīng)過程 ................................................................................................................ 7 橫向?yàn)V波器的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu) ........................................................................................... 8 第三章 基于 LMS 算法的自適應(yīng)均衡原理 ....................................................................... 10 最小均方 (LMS)算法基本原理 .............................................................................. 10 LMS 算法 ................................................................................................................. 13 LMS 算法的應(yīng)用 .................................................................................................... 20 第四章 基于 RLS 算法的自適應(yīng)均衡原理 ......................................................................... 21 RLS 算法 .................................................................................................................. 21 RLS 算法的應(yīng)用 ...................................................................................................... 24 RLS 算法與 LMS 算法的比較 ................................................................................ 24 第五章 LMS 與 RLS 算法的性能仿真及分析 ...................................................................... 26 第六章 總結(jié) ......................................................................................................................... 33 致謝 .........................................................................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................... 34 附錄 1 .................................................................................................................................... 35 附錄 2 .................................................................................................................................... 37 1 第一章 緒論 均衡器研究背景及意義 隨著科技的 快速發(fā)展， 通信系統(tǒng) 在其中肩負(fù)重任 。 ISI是 干擾 通信質(zhì)量和 傳輸 速度的重要 原因。而 其中 導(dǎo)致碼間干擾的最主要原因是 由于 多徑傳輸 導(dǎo)致 信道 的 非理想特性。 要使 均衡信道 不能達(dá)到理想狀態(tài)的 特性 可以得到 很好的 彌補(bǔ) ，從而降低了信號(hào) 的失真度 。 至今，信道均衡是 解決 多徑效應(yīng)的最主要 技術(shù)方法。 在高速通信、無線通信領(lǐng)域 ，誤碼率會(huì)引起信道信號(hào)的嚴(yán)重失真 ，因此信道均衡技術(shù)是使得高速通信成為可能中不可或缺的技術(shù)手段。 由于移動(dòng)通信環(huán)境具有時(shí)變性，就必須使得均衡技術(shù)要適應(yīng)信道的時(shí)變多徑傳輸，所以自適應(yīng)能力是均衡技術(shù)必須具有的 ；因此，均衡算法的信號(hào)變化速度要自動(dòng)跟蹤通道的統(tǒng)計(jì)特性 。簡(jiǎn)言之，均衡算法的跟蹤能力要隨著信道特性變化。為了獲 取 信道的統(tǒng)計(jì)特性，在自適應(yīng)均衡技術(shù)中，發(fā)端需要固定時(shí)間來發(fā)送一個(gè)特定的訓(xùn)練序列 [1]，接收端通過這個(gè)訓(xùn)練尋列就可以使得均衡器的響應(yīng)特性可以跟隨信道響應(yīng)特性， 因此 ，均衡器 脈沖 系統(tǒng) 由如上所述， 滿足無碼間干擾的要求。 研究表明， 以可調(diào)濾波器在接收端前置，信道系統(tǒng)特性的特點(diǎn)可以校正和補(bǔ)償，從而使碼間干擾所造成的不良影響得到減弱 。校正信道特性 可以從頻域和時(shí)域兩個(gè)不同的方面考慮。即 頻域均衡和 時(shí)域均衡 。頻域均衡是從頻率響應(yīng)考慮，使包括均衡器在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的總傳輸函數(shù)滿足無失真?zhèn)鬏敆l件；而時(shí)域均衡，則是直接從時(shí)間響應(yīng)考慮， 它是基于奈奎斯特第一準(zhǔn)則 [2]，通過調(diào)整濾波器抽頭系數(shù)， 使包 括均衡器在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)滿足無碼間串?dāng)_條件。頻域均衡適用于傳輸?shù)退俾蕯?shù)據(jù)時(shí)，因?yàn)轭l域均衡在信道特性保持不變；在高速數(shù)據(jù)傳輸中，時(shí)域均衡得到廣泛應(yīng)用，是因?yàn)樗梢愿鶕?jù)變化的信道特性來調(diào)整，從而有效地減小碼間串?dāng)_ 。 人工 調(diào)整和自動(dòng)調(diào)整是調(diào)整濾波器抽頭系數(shù)的兩種常用方法。對(duì)于已知信道特性，采用手動(dòng)調(diào)整方式；未知的或 隨時(shí)間變化 的信道特性， 根據(jù)均衡器要 求 跟蹤 時(shí)變特性的 通信信道， 自動(dòng)調(diào)整抽頭系數(shù)，從而達(dá)到信道響應(yīng)匹配 。 第二種叫做 自適應(yīng)均衡器 。 均衡器一般是通過濾波器來 形成 的，用濾波器來補(bǔ)償脈沖的畸變，所以 輸出的樣本已經(jīng) 是不存在碼間串?dāng)_，無失真的信號(hào) 。 換句話說，自適應(yīng)系統(tǒng) 解調(diào)輸出的 信號(hào)波形 ，是經(jīng)過均衡器 糾 正的結(jié)果 。 在數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)淖赃m應(yīng)均衡器是根據(jù)算法不斷調(diào)整的濾波器系數(shù)以便隨時(shí)適應(yīng)變化，從而產(chǎn)生更好的失真補(bǔ)償，致使濾波器始終工作在最佳狀態(tài) 。 基于 LMS 算法的自適應(yīng) 2 均衡器，可以用使用 MATLAB[3]軟件來仿真，實(shí)現(xiàn)起來相對(duì)簡(jiǎn)單，可以克服在實(shí)際中成本高的缺點(diǎn)，達(dá)到了低成本高效率的目的， 其中 LMS 算法是自適應(yīng)