基于长线传输系统的自适应FFE-DFE均衡技术的研究

发布时间：2017-12-06 13:15

  本文关键词：基于长线传输系统的自适应FFE-DFE均衡技术的研究

  更多相关文章： 长线传输 码间干扰 自适应均衡 FFE-DFE均衡器 变步长算法

【摘要】：在长线传输系统通信过程中,特别是无中继的长线传输过程,基带信号由于需要经过长距离,高速的传输,在此过程中传输信号往往会受到多种噪声干扰的影响,其中最常见的就是信号码间干扰(Inter Symbol Interference,ISI)。加之信道带宽有限,信号高频部分严重衰弱,最终传输信号因严重衰弱和畸变问题而导致接收端无法获得有效的信号[1]。在去除干扰,矫正和补偿信号方面最有效的技术就是自适应均衡技术。长线传输的特性相当于一个低通滤波器,其传递函数呈抛物线下降趋势,而自适应均衡器可以得到一个与长线传输特性相反的呈上升趋势抛物线的传递函数,因而可以在接收端用于补偿以及矫正信号。本文是以“深井有缆观测和信号采集系统”为研究背景,针对长距离的同轴电缆的输出的失真衰弱的信号,提出一种新型改进的自适应均衡器。常用的均衡器有两类,分为线性与非线性结构。典型的线性结构前向反馈FFE均衡器,结构简单,能处理不严重的码间干扰,对于较严重的码间干扰其消除能力就受到限制,并且抽头数的不断增多会增加复杂度;而常用的非线性均衡器判决反馈均衡器DFE,能处理较严重的干扰,但不易实现前端化,且容易产生错误累积效应。本文在设计均衡器上,考虑到以上两种均衡器的优缺点,首先在结构上进行了改进,采用4抽头的前向反馈均衡FFE(Feed-Forward Equalizer)和5抽头的判决反馈均衡DFE(Decision-Feedback Equalizer)组合使用,两种均衡器操作上互相补充,结构得到优化,均衡效果更好。其次,在算法上本文也提出了一种新的改进后的基于反正切函数的变步长算法。该算法有效地解决了传统的固定步长最小均方差LMS(Least Mean Square)算法收敛速度和稳态误差存在矛盾的问题。该算法在初始阶段能很快的收敛,在稳态状态下又能维持较小的步长从而获得较小的稳态误差。相比于其他众多的变步长算法更有优越性和稳定性。经过改进后的这种自适应FFE-DFE结合的均衡器不仅实现复杂度低,不需要很复杂的电路设计,而且改进的新变步长算法,计算复杂度低,收敛快,信道跟踪能力强,加快了数据处理速度的同时又能较好地应对通信系统的实时性变化。实验表明,基于新的变步长算法的自适应FFE-DFE均衡方法有效改善了均衡效果,加快了收敛,并且消除了信号中的码间干扰和噪声,数据传输距离大大延长,传输速率也得到提高。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.5

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本文编号：1258715