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[转载]抽头延迟线模型

(2016-08-25 10:11:11)
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分类: 无线传播信道
在图1中,电台A发送带宽为W的信号s(t),经过多径无线信道后,至电台B成为r(t)。图右示出了这两个信号的频谱。


图1
假设A、B以及其他一切影响传播的物体都是静止的,则图1中的信道是时不变信道。我们可以将图1等效地建模为图2。
图2
在图2中,我们把A、B之间的无线信道建模为一个带宽为W的滤波器。注意这样的建模在物理上是不真实的,因为A、B两个电台之间的开放空间不可能是限带于W的。但真实信道在图2的C(f)频带之外的特性不影响输出,所以我们接受图2这个等效模型。

图2是带通模型,可以进一步等效为图3所示的基带模型。图3中的x(t)是s(t)的复包络,y(t)是r(t)的复包络,H(f)是C(f)向左平移的结果。H(f)关于原点不对称,因此它所对应的冲激响应h(t)一定是复信号。
图3
h(t)的带宽是W/2,根据奈奎斯特抽样定理,一定可以把h(t)表示成
式(1)中的Ts=1/W是奈奎斯特采样间隔。冲激响应h(t)的能量一般是有限的,因此上式右边的求和项中,保留有限项就可以了。这样,我们可以把图3进一步等效为图4。
图4
图4这样的模型称为抽头延迟线模型,此图有2N+1个抽头,对应式(1)中不可忽略的项。当然,抽头的个数不一定必须是奇数个。图4中LPF的冲激响应是sinc(t/Ts)。

仿照图2等效图1时的逻辑。在图4中,虚线框内的部分在[-W/2,W/2]之外的频带上的响应为何对所研究的问题无影响。因此,图4可以等效成图5。
图5

对于PAM系统(例如采用16QAM调制的系统),还可以把图3画成图6。图中g_T(t)表示发送端所采用的脉冲成形,G_R(f)是接收端用来抑制噪声的滤波器。
图6

仿照把图3等效为图5的方法,我们可以把图6等效为图7。当然,图7中的抽头数不一定要和图6一样。
图7中的t是连续时间变量,去掉这个变量,对于输入的序列a_k和输出序列u_k来说,还可以等价为如下的离散时间模型。

从图2到图8都是图1的模型。注意它们是在输入输出关系这个意义下是等效的,未必直接体现无线信道的真实物理情形。比如说,如果无线信道物理上是3径,在图8中有可能只是单径(如果物理径的时延扩展远小于Ts),也有可能远多于3径(取决于总体冲激响应抽样后不能忽略的点的个数)。


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