多径效应与等化器

目的

本阶段实验中，我们将探讨多径效应对信号的影响以及如何利用等化器来消除这些影响。此处等化器主要使用的原理是自适应算法中的恒模算法 (Constant Modulus Algorithm, CMA)。

系统架构文件：Qpsk_stage4.grc

步骤与说明

1. 接续前一单元，在 Polyphase Clock Sync 之后使用 Linear Equalizer 来处理接收到的信号，这边 Linear Equalizer 使用的是 CMA 类型的滤波器。
2. 观察信号经过 Linear Equalizer 处理之后的时域、频域及星座图的特性。

系统仿真

GNU Radio QPSK Tutorial

GNU Radio QPSK Tutorial

补充说明

多径效应的成因

• 在大多数通信环境中，信号从发射端到接收端不只一条路径，任何能反射信号的物体，如建筑物、标志、树木和人等，都能产生新的路径。
• 这些反射路径根据其路径长度会在不同的时间到达接收端，并在接收端相加，造成建设性或破坏性的干扰，导致信号失真。

等化器：自适应算法与恒模算法 (CMA)

• 等化器用于补偿信道对信号的扭曲和失真，恢复原始信号。
• CMA 是一种盲等化算法，适用于具有恒定幅度的信号。QPSK 的星座点都位於单位圆上，因此是很好的应用对象。
• 系统同时使用了时钟同步和等化器模块，它们会各自收敛，但每个阶段会影响到下一阶段。两者的协同工作可以有效地恢复信号质量，减少多径效应引起的干扰。
• 通过等化器之后的信号频谱变得更加平坦。

练习 5

仿真不同的多径环境，观察 CMA 等化器在不同条件下的收敛过程，并分析其对信号质量的影响。