摘  要：介绍了中，的规划完结。主要是对帧同步、守时同步、载波同步、信道估量、均衡这几个要害点进行论述。该技能结合了时域均衡和多载波调制技能的长处，能有用对立多径信道。在以FPGA为中心的上，验证了对对立多径和抵消线信道方面的效果。

　　在无线通讯中因为反射径的存在，会引起接纳信号的多径式微。当信号传输速率较小，多径发生的码间搅扰并不杰出，一般用信噪比余量来对立随机噪声搅扰；但数据速率较高时，反射径会发生严峻的码间搅扰，在频域上等效呈现频率选择性式微，如不做均衡补偿则无法康复发送信号和数据。现在最常用的解决办法是以正交频分复用（OFDM）为代表的多载波调制技能，以及选用单载波频域均衡（SC-FDE）和时域均衡的单载波调制技能。单载波时域均衡技能一般运用杂乱的多阶时域均衡器对接纳信号进行补偿，杂乱程度与多径时延阶数成正比；比较之下，OFDM多载波调制和SCFDE经过离散傅里叶改换（DFT）和逆离散傅里叶改换（IDFT），在频域对数据进行一阶均衡，杂乱度与多径时延阶数的对数成正比，且离散傅里叶改换和反改换都有快速算法FFT和IFFT，因而更适合多径时延较宽的状况[1]。SC-FDE与OFDM处理办法相似，具有天然的兼容性。但SC-FDE没有选用多载波并行传输，故不存在OFDM体系难以解决的峰均功率比（PAPR）和子载波同步灵敏等问题，对射频和载波同步的要求更低[2-3]。因而关于多径信道的数据传输，单载波频域均衡技能是一个杂乱度适中、功能优秀的计划，并且该技能在已有的有线和无线通讯中得到了广泛的运用。1 模型

　　在信号同步的基础上，为补偿多径效应带来的信号畸变，需求依据信道特性进一步对基带信号做均衡处理，以减小码间搅扰的影响。本规划选用的均衡办法为SC-FDE。频域均衡FFT点数2 048，选用MMSE均衡算法。SC-FDE的结构框图如图1所示[4]。

　　接纳端的基带信号与发射端存在传达延时，为了对解调器输出同步抽样，有必要从接纳信号导出采样值守时。并且发射机或本地载波频率非抱负也会导致载波偏移，严峻影响体系的IQ正交性，然后导致体系功能恶化。信号同步的进程便是特征参数的估值进程。在本规划中，信号同步包含载波同步、守时同步和帧同步。所有这些特征值的推导估量都是依据特征字（UW）进行的。常用的UW字有Newman序列、Frank-Zadoff序列等。本规划运用的是Newman序列，Newman序列是一个复数序列，可用下式标明：

　　UW是加在传输信号两头的固定数据，帧结构选用UW-2的办法，如图2。UW一方面作为练习序列用于信号同步，另一方面可作为数据的循环前缀，确保在多径下数据的频域信号是接连的，用于信道估量和均衡[5-6]。Newman序列作为UW字，一方面可运用其相关特性以很低的价值完结接纳信号的同步解调，另一方面可运用时、频域平整的UW字估量信道的冲激响应，以及在频域完结对信号帧的均衡。

　　在本规划中 ， 降采样后的基带信号采样序列与本地Newman序列进行共轭相关，输出相关序 列 ci(n) 。 核算距离 1 个 U W 字 ， 即 2⋅ L 个索引的两个关值 ci(n) 和 ci(n+2⋅L ) 的共轭乘积 ， 即 Ci(n)=Ci(n)⋅Ci(n+2⋅L)*。经过查找和盯梢相关值共轭乘积序列 ci(n) 的相关峰，可取得并盯梢每个发射帧的开始方位，完结帧同步。

　　守时同步相同运用相关值共轭乘积来完结。经过ci(n) 序列相关峰前后两个相关值的巨细联系取得守时差错：假设靠前相关峰大于靠后相关峰，则向前调整；反之，则向后调整。发生相应的守时调整操控信息输出给降采样模块，降采样模块依据该操控信息调整降采样抽取的方位，两模块构成守时同步环路。

　　载波同步也是依托UW字进行的。依据图2的帧结构，接连的信号帧中会周期性地呈现UW字，假设存在∆fc的载波残差，那么相距P个符号的两个UW字可标明为

　　由式（3）可知，距离为P的相关值间存在相位差 ，依据该原理可估量出频率差错 ∆fc。因 此，可运用帧头UW字方位的相关峰估量频率差错，完结载波捕获和盯梢。2.2 信道估量和均衡

　　2.2.1 信道估量当一个信号序列在存在多径搅扰的信道中传输时，接纳信号能够标明为发送信号和信道冲激响应的线性卷积，即

　　因而，假设已知接纳信号频域标明 Ri(k) 以及发送信号序列的频域标明 Vi(k) 时，那么信道频域冲激响应能够估量为：

　　相同，假设已知接纳信号频域标明 Ri(k) 以及信道频域冲激响应 Hi(k) 时，发射信号序列的频域标明能够估量为：

　　为进一步进步噪声条件下信道估量的精确度，本规划选用频域信道估量结合时域滤波处理的办法。首要将由式（6）得到的频域信道估量矢量进行逆傅立叶改换，得到时域冲激响应：

　　再将得到的 h(k) 送入时域滤波器中进行去噪处理得到 h(k) 。去噪处理实践是去除较小的多径重量的进程，因为噪声的效果，时域信道冲激响应 h(k) 有若干较小的毛刺，并不是实践的多径，滤波去除这些毛刺，以取得更精确的时域信道冲激响应估量：

　　最终将滤波后时域信道冲激响应进行傅立叶改变，得到频域信道冲激响应 H(k) ，完结整个信道估量进程。

　　实践中，因为设备的热噪声以及传达环境中的随机搅扰，接纳信号叠加了必定能量的噪声。在依据式（6）估量出频域信道冲激响应，并运用式（7）进行信号帧均衡时，常见的有迫零（ZF）均衡和最小均方差错（MMSE）均衡两种办法。迫零均衡是最简略并且直观的一种均衡办法，其处理函数能够标明为：

　　迫零均衡尽管算法简略，但在信号存在深频率选择性式微的状况下，在深式微点的噪声会严峻扩大，然后导致体系的功能恶化，使均衡达不到预期意图。为了缓解在深式微点噪声对体系功能的影响，这儿选用最小均方差错（MMSE）均衡的算法，其处理函数能够标明为[9-10]：

　　MMSE均衡与迫零均衡比较，相当于抬高了冲激响应在深式微点处的值，然后减小了噪声的扩大倍数，降低了体系功能的恶化程度。3 测验

　　在单位园区有多径搅扰的场景下建立一个以Xilinx的XC7K325T为中心的高速宽带无线通讯渠道，来测验单载波频域均衡的可行性。该通讯渠道的载波频率为1.2 GHz，符号速率为200 Mbit/s，选用QPSK调制。经过chipscope调查均衡前后接纳信号的星座图（如图3 和4），能够显着看出，均衡后信号的星座会聚成了4个点。

　　本文首要介绍了高速宽带通讯渠道上规划运用的单载波频域均衡的体系模型，之后，针对完结中的几个要害技能作了介绍，最终经过测验标明，该办法关于宽带高速通讯渠道是可行的。参考文献

　　本文来源于科技期刊《电子产品世界》2020年第02期第84页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。

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