频域均衡与时域均衡的工作原理及横向滤波器的消除码间串扰原理

均衡分为时域均衡和频域均衡。频域均衡是从频率响应考虑,使包括均衡器在内的整个系统的总传输函数满足无失真传输的条件,而时域均衡则是直接从时间响应考虑,使包括均衡器在内的整个系统的冲击响应满足无码间串扰的条件。由于目前数字基带传输系统中主要采用时域均衡,因此这里仅介绍时域均衡原理。

实际的数基带传输系统不可能完全满足无码间串扰传输的条件,因而码间串扰是不可避免的。当串扰严重时,必须对系统的传输函数H(ω)进行校正,使其接近无码间串扰要求的特性。理论和实践均表明,在基带系统中插入一种可调(或不可调)滤波器就可以补偿整个系统的幅频和相频特性,这个对系统校正的过程称为均衡。实现均衡的滤波器称为均衡器。时域均衡的基本思想可用图5.13所示的波形来简单说明。它是利用波形补偿的方法将失真的波形直接加以校正,这可以利用观察波形的方法直接调节。

图5.13 时域均衡基本波形

时域均衡器又称为横向滤波器。现在我们以只有三个抽头的横向滤波器〔如图5.14(a)所示〕,说明横向滤波器消除码间串扰的工作原理。

假定滤波器的一个输入码元x(t)在抽样时刻t0达到最大值x0=1,而在相邻码元的抽样时刻t-1和t1上的码间串扰值分别为,如图5.14(b)所示。x(t)经过延迟后,在q点和r点分别得到x(t-Tb)和x(t-2Tb),如图5.14(c)和图5.14(d)所示。若此滤波器的三个增益放大器的增益值为,则调整后的三路波形如图5.14(e)中的虚线所示。三者相加得到最后输出h(t)。其最大值h0出现的时刻比x(t)的最大值滞后Tb,此输出波形在各抽样点上的值如下:

(www.xing528.com)

图5.14 横向滤波器的工作原理

由结果可见,输出波形的最大值h0降为3/4,相邻抽样点上消除了码间串扰(即h-1=h1=0),但在其他点上产生了串扰(即h-2和h2不为0),但总码元串扰降低了。

一般地说,如图5.15所示,横向均衡器的抽头越多,控制范围越大,均衡的效果就越好。但抽头越多,成本越高,调整也越困难,太多的抽头是不现实的。

图5.15 横向滤波器的方框图