多徑效應與等化器

目的

本階段實驗中，我們將探討多徑效應對信號的影響以及如何利用等化器來消除這些影響。此處等化器主要使用的原理是自適應算法中的恒模算法 (Constant Modulus Algorithm, CMA)。

系統架構檔案：Qpsk_stage4.grc

步驟與說明

1. 接續前一單元，在 Polyphase Clock Sync 之後使用 Linear Equalizer 來處理接收到的信號，這邊 Linear Equalizer 使用的是 CMA 類型的濾波器。
2. 觀察信號經過 Linear Equalizer 處理之後的時域、頻域及星座圖的特性。

系統模擬

GNU Radio QPSK Tutorial

GNU Radio QPSK Tutorial

補充說明

多徑效應的成因

• 在大多數通信環境中，信號從發射端到接收端不只一條路徑，任何能反射信號的物體，如建築物、標誌、樹木和人等，都能產生新的路徑。
• 這些反射路徑根據其路徑長度會在不同的時間到達接收端，並在接收端相加，造成建設性或破壞性的干擾，導致信號失真。

等化器：自適應算法與恒模算法 (CMA)

• 等化器用於補償通道對信號的扭曲和失真，恢復原始信號。
• CMA 是一種盲等化算法，適用於具有恒定幅度的信號。QPSK 的星座點都位於單位圓上，因此是很好的應用對象。
• 系統同時使用了時鐘同步和等化器模組，它們會各自收斂，但每個階段會影響到下一階段。兩者的協同工作可以有效地恢復信號質量，減少多徑效應引起的干擾。
• 通過等化器之後的訊號頻譜變得更加平坦。

練習 5

模擬不同的多徑環境，觀察 CMA 等化器在不同條件下的收斂過程，並分析其對信號質量的影響。