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1、移動通信WLAN平臺下的網(wǎng)絡均衡器的設計與實現(xiàn) 摘要：移動通信WLAN平臺受到小尺度多徑傳播、多徑時延和多普勒頻移的影響，造成不同類型和程度的信號衰落，當前均衡器通過級聯(lián)對均衡器進行設計，性能較差。為此設計一種新的移動通信WLAN平臺下的網(wǎng)絡均衡器，分析網(wǎng)絡均衡器的設計原理，給出均衡器的總體電路結(jié)構，通過自動增益控制實現(xiàn)信號傳輸過程中直流衰減的補償，利用高通濾波器實現(xiàn)信號傳輸過程中頻率衰減的補償，通過加法電路將AGC與HPF的輸出電流融合在一起并轉(zhuǎn)換成電壓，AGC，HPF和加法電路共同組成了網(wǎng)絡均衡器。實驗結(jié)果表明，所設計均衡器不僅負載量高，而且平均響應時間短，輸
2、出信號與真實信號間的誤差很低?！ ￡P鍵詞：移動通信；WLAN；網(wǎng)絡均衡器；直流衰減補償 中圖分類號：TN828.6?34；TN914文獻標識碼：A文章編號：1004?373X（2016）22?0022?05 0引言4 移動通信WLAN平臺下電波的傳播方式非常復雜，對移動通信信號的接收產(chǎn)生了很大的干擾，不僅如此，在移動通信WLAN平臺中還存在多普勒效應，使無線信道具有很強的時變性，使信號傳輸過程中產(chǎn)生碼間干擾以及信道間干擾[1?3]。為了使接收信號的誤碼率降低，保證通信質(zhì)量，需在信號接收端安裝一個有效的網(wǎng)絡均衡器[4?5]。因此，對網(wǎng)絡均衡器的設計已經(jīng)成為該領域
3、研究的主要內(nèi)容，在該領域中占據(jù)極其重要的地位[6]。 現(xiàn)階段，在網(wǎng)絡均衡器方面的相關研究極為廣泛，同時也取得了一定的成果，其中，文獻[7]通過DNS實現(xiàn)網(wǎng)絡均衡器的設計，在DNS中為多個IP地址配置同一個域名，所以對域名進行查詢時，客戶終端會獲取其中一個地址，使移動通信WLAN平臺的客戶訪問不同的服務器，達到均衡的目的，但該方法無法體現(xiàn)服務器的運行狀態(tài)，不能保證用戶接收信號的可靠性。文獻[8]提出一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的網(wǎng)絡均衡器，通過CycloneⅡ系列的FPGA芯片，采用自上而下的設計方法實現(xiàn)對網(wǎng)絡均衡器的設計，從硬件結(jié)構的優(yōu)化角度分析，對BP神經(jīng)網(wǎng)絡中所有模塊
4、實現(xiàn)進行研究。該均衡器實時性較高，但采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡算法容易陷入局部最優(yōu)，無法獲取最優(yōu)解。文獻[9]設計了一種基于混合遞階遺傳算法的網(wǎng)絡均衡器設計方法，該方法通過遞階結(jié)構對網(wǎng)絡隱層和徑向基函數(shù)進行分層次的遺傳操作，從而實現(xiàn)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的訓練，將其應用于均衡器的設計中，達到網(wǎng)絡均衡的目的。該方法誤差較低，但實現(xiàn)過程過于復雜。文獻[10]通過快速LMMSE算法對網(wǎng)絡信道進行估計與均衡，確定基帶框架后，通過精簡的定制20b浮點數(shù)運算結(jié)構對均衡器電路進行設計，該方法的運算精度較優(yōu)，但所需時間較長，效率低下，且成本很高。 針對上述方法的弊端，設計了一種新的移動通信WLAN
5、平臺下的網(wǎng)絡均衡器，分析了網(wǎng)絡均衡器的設計原理，給出均衡器的總體電路結(jié)構，通過AGC，HPF和加法電路共同組成網(wǎng)絡均衡器。實驗結(jié)果表明，所設計均衡器不僅負載量高，而且平均響應時間短，輸出信號與真實信號間的誤差很低。4 1網(wǎng)絡均衡器設計原理 在移動通信WLAN平臺中，信號在傳輸過程中會出現(xiàn)衰減現(xiàn)象，導致碼間干擾。所以在平臺的接收電路中需設計一種網(wǎng)絡均衡器對信道響應進行補償，恢復出被干擾的信號?！ D1描述的是網(wǎng)絡均衡器的工作原理圖，其實質(zhì)上就是通過輸出信號與目標信號之間的誤差不斷調(diào)整其單位樣本響應[hn]達到最優(yōu)化?！ ∮蓤D1可知，網(wǎng)絡均衡器的輸入信號用[xn]進
6、行描述，公式如下： [xn=sn+vn]（1） 式中：[sn]用于描述信號的真值；[vn]用于描述噪聲；網(wǎng)絡均衡器的輸出為[sn]的估計值，用[sn]進行描述。為了盡可能地使輸出信號與信號真值之間更加接近，需令[sn]和[sn]之間的均方誤差達到最小，也就是： [Ee2n=Es-s2=min]（2） 網(wǎng)絡均衡器通過對單位脈沖響應[hn]的調(diào)節(jié)可使[sn]和[sn]之間的誤差越來越小，一段時間后，估計值即近似等于真實信號?！ ?移動通信WLAN平臺下網(wǎng)絡均衡器的設計 所設計的移動通信WLAN平臺下的網(wǎng)絡均衡器實際上就是一種補償電路，將該補償電路添加至移動通信
7、WLAN平臺的接收電路中，使接收到的信號與原始信號特性相似。下面對網(wǎng)絡均衡器進行詳細的設計?！ ?.1網(wǎng)絡均衡器總體結(jié)構4 在移動通信WLAN平臺下通信信道的傳輸函數(shù)擁有較強的低通特點，因此，需要采用高通濾波器進行網(wǎng)絡均衡器的設計，使所有的移動通信網(wǎng)絡中的通信傳輸信號具有較強的不變性，因此，需要針對所有的移動通信網(wǎng)絡中信道與網(wǎng)絡均衡器的傳輸函數(shù)進行乘積運算，并使其結(jié)果恒等于1。則有[Hs?Vs=1]。所設計的網(wǎng)絡均衡器的總體電路結(jié)構如圖2所示?！ D2中，自動增益控制（AutoGainControl，AGC）可實現(xiàn)信號傳輸過程中直流衰減的補償；高通濾波器（Hi
