无线通讯中,信号在非抱负信道传输时总是存在失真,具体表现为码间搅扰。为下降搅扰,通常在接纳端选用自适应均衡器进行失真补偿。自适应均衡器一般由横向滤波器组成,这是自适应均衡器中最易完结的方式,也是实践使用比较广泛的一种办法。
ARM作为嵌入式的干流中心架构,具有高速度、高精度和智能化等长处,逐步替代了单片机技能,占有了绝大部分商场。在工业操控、移动设备、智能仪表、信息家电和网络通讯等范畴有广泛的使用。
本文使用ARM的高速度、高精度和低功耗长处,选用μC/OS-Ⅱ体系,构建了依据ARM7的自适应均衡器。
1 、体系规划
自适应均衡器体系框图如图1所示。
1.1 体系功用
收集的模仿数据经调度后,经过多路挑选开关进行A/D转化,进入主处理器。在主处理器调用LMS算法对收集的数据进行自适应均衡,处理后的数据经过LCD模块显现。体系自带键盘,能够便利现场调试和算法参数调整。一起体系经过RS-232接口与上位机进行通讯。
1.2 ARM微处理器
本体系选用Philips公司出产的LPC2131微处理器,它是依据一个支撑施行仿真和盯梢的16/32位ARM7TD-
MI-S CPU的微处理器,具有高功用和低功耗的特性。
该处理器结构首要包含8 KB的片内RAM,多个串行接口,1个8位A/D转化器,2个32位定时器。处理器可经过外部存储器接口进行扩展。这些功用结构使LPC2131特别适用于工业操控和医疗体系。
1.3 人机交互接口
操控器具有一个LCD接口,用于实时显现收集的数据和经过自适应均衡后的数据,以便利作业人员现场调试和调查设备运转。该接口能够支撑图形液晶。本体系选用128×64模组STN点阵图形液晶模块。该模块由列驱动器HD61202和行驱动器HD61203组成,可直接与8位CPU相接。两个操控器原理根本相同,能够简化显现模块的规划。
2 、算法原理
线性均衡器结构如图2所示。其间滤波器能够选用FIR或IIR结构。因为IIR滤波器存在不安稳性问题,因而选用FIR滤波器,其结构如图3所示。
作业原理为:发方首要发送一练习序列,收方收到经信道已失真的序列,再经滤波器得到,以此序列与练习序列相减得到差错εk,将差错输入自适应算法模块,依据算法不断调整滤波器系数,直到差错挨近最小或到达答应差错范围内,此刻均衡器能够使前后序列差错最小,然后进入锁定状况。尔后就不再需求练习序列,这样均衡器就能够完结对信道码间串扰的补偿或按捺功用。现在最常用的自适应算法是最小均方差错算法,即LMS算法。它是一种易于完结、功用稳健、使用广泛的算法。依据原理框图和均方差错准则,能够得到LMS算法如下:设滤波器的输入为x(n),抱负输出为d(n),实践输出为y(n),滤波器系数为ωi(n),(i=0,1,…,M-1),则:
3 、软件规划
在软件规划中选用了抢占式实时多使命μC/OS-Ⅱ操作体系。此操作体系内核具有简练、安稳、实时性强等长处,能够简化使用体系规划,使整个体系结构简练,使用程序易于保护。
3.1 初始化函数
完结体系硬件和软件初始化作业。其间硬件初始化作业包含中止、键盘和显现初始化,为体系正常作业做好预备;软件初始化首要创立一个使命,完结时钟、中止和通讯模块的发动。
3.2 体系使命
本体系依据使命的重要性,分为4个不同的优先级使命:体系监控、AD采样、键盘输入、LCD显现。其功用如图4所示。
3.3 算法流程
为完结软件的以上功用,使用C言语在ADS集成环境中编程完结依据LMS算法的自适应均衡器算法。其算法流程如图5所示。
4、 试验成果
为验证体系的有效性和可靠性,进行了算法验证。首要收集500个数据并保存,然后进行LMS自适应均衡,得到如图6所示的成果。图中上半部分为带噪声的原始输入信号波形,下半部分为均衡后的输出信号波形。从图中能够看出,该算法均衡作用杰出,到达了规划要求。
本体系以ARM7为渠道,规划了依据LMS算法的自适应均衡器,消除了无线通讯中的码间搅扰问题。体系体积小、功耗低、便携性强。经过试验验证了体系的可靠性和有效性,具有必定的实用价值。
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