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| 自适应均衡器的研究与仿真设计 摘要 一般而言，信息传输质量由多重因素共同决定的，其中在数字无线通信系统中，对信息传出质量起着非常关键作用的两个因素是多径效应以及宽带限制，正常情况下是在其进行信息传输的过程中，那两个因素会产生干扰的作用，引起信息接受的误差，进而导致信息接收质量的下降。而最有效的方法就是通过运用自适应均衡技术来减少信息之间的干预及影响，同时还可以跟踪时变信道，这对有效减少信息失真事件起着非常重要的作用，也是最有效减少其受到外界影响的最好的手段[1]。在此次实验中，主要对自适应均衡器的结构和算法进行研究，还证明了以浮点DSP为基础的自适应均衡器可以应用在实际生活中[2]。 对于本研究而言，首先通过对时变多径衰落信道中码间干扰产生的原因进行分析，通过理论与实践的学习，运用数学方法构建信道的等效时间模型。其次通过对相关理论的梳理与总结，对LMS和RLS类自适应算法进行了详细的介绍，同时对其收敛及跟踪性能进行了充分的分析，包括各自的优势及劣势。然后是通过Matlab统计软件构建了通信系统模型，对自适应均衡器系统的准确性及有效性进行验证。再然后是对整个自适应均衡器系统的过程进行了完整的分析与设计，着重介绍该过程中比较重要的环节[3]。在此次研究中，将TI公司作为具体研究目标，在该公司的TMS320C6713 DSP的硬件平台DSK6713上安装自适应均衡器系统，最终使该公司实现信息干扰的消除及减少其对企业的影响，并通过以上得到的数据进行整理与分析得到实验结果。同时，本研究采取的主要性能指标是通过大量的文献及实践，相较于其他产品，由于产品达到了设计要求，进而使产品使用更加的便利与简单，同时生产成本也较低。而本研究所用的系统代码是在软件无线电的基础上进行的，其在通信行业运用的非常广泛，其产品整体自适应性较强，可以多次使用，也可运用到其他系统或产品中，方便维护与调整，这对通信行业其他公司未来的发展有着一定的参考价值。 关键词：无线通信；自适应均衡；码间干扰；多信道衰落 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 目 录 IV 第一章 绪论 6 1.1课题研究背景 6 1.2均衡器发展历程及现状 6 1.3自适应均衡技术 8 1.4论文主要研究内容 9 1.5本章小结 10 第二章 数字通信系统的码间干扰与信道建模 11 2.1 信道畸变与码间干扰 11 2.2码间干扰的数据模型 11 2.3 无线信道特性建模 13 2.3.1 无线信道的衰弱特性 13 2.3.2无线信道的衰弱特性 14 2.4 本章小结 17 第三章 自适应均衡算法分析 17 3.1.2 均方误差MSE准则 18 3.2最小均方类自适应均衡 19 3.2.2 归一化最小均方算法 23 3.2.3 其他最小均方算法 26 3.3递归最小二乘法自适应均衡 29 第四章 自适应均衡器系统的实现 34 4.1系统的实现框图和仿真 34 4.1.1系统实现框图 34 4.1.2 系统的Matlab仿真 34 4.2硬件平台 36 4.2.1 TMS320C6713 DSP简介 38 4.2.2 输入输出芯片接口 39 4.3软件实现 39 4.3.1 CCS集成开发环境 39 4.3.2 自适应均衡系统的实现 40 4.3.3 Ping-Pong缓冲存储结构与EDMA存取 41 4.3.4 信道仿真及自适应均衡部分的滤波器设计 43 4.3.5 高斯白噪声的产生与加入 44 4.3.5 自适应均衡器的设计 45 4.4 TMS320C6713的初始化与中断 47 4.5 DSP程序的优化 48 4.6本章小结 49 第五章 实验数据分析 50 5.1 系统参数的设定 50 5.2 系统的数据分析 51 5.2.1 LMS算法实现自适应均衡器 51 5.2.2 归一化LMS算法实现自适应均衡器 53 5.2.3 泄露LMS算法实现自适应均衡器 55 5.2.4 RLS算法实现自适应均衡器 58 5.3 自适应均衡器的CPU负载 60 5.4 本章小结 60 第六章 结论和展望 61 参考文献 64 |
