4.4.5渠道均衡(一)一、为什么需要渠道均衡？
在通过实际信道传输数字信号的情况下，由于信道传输特性不理想和信道噪声的影响，在接收侧接收的信号中不可避免地产生错误。 为了复原发送的数据信息，接收端需要估计信道的特性，修正接收到的数据。
二.渠道平衡的一般方法
一般有差分检测和相干检测两种方法。
差分检测：比较相邻两个信号的相位和振幅之差；
相干检测：通过信道估计得到OFDM符号副载波的绝对参考相位和幅度。
相比之下，差分检测器不需要信道估计，虽然降低接收机复杂性，但是通常会导致3db的信噪比损失。 对于要求较高传输速率和频谱效率的OFDM系统来说，相干检测将是更适合的。 即，以信道估计的方法跟踪信道响应的变化。
信道估计的目的是估计信道的时域或频域响应，并校正和恢复接收到的数据以获得相干检测器的性能增益(3db )。 信道的最大部分路径延迟、用户移动速度(或最大多普勒频移)、以及接收机噪声是影响信道估计算法性能的重要因素。
三.信道估计分析
时变通道的冲激响应通常表示为离散的FIR滤波器。 ()具体的公式可以看到原书。 ）
在WLAN APP应用中，我们认为信道在一个数据分组中不会变化，因此可以消除与时间相关的相关项目。
信道的离散时频响应如下：
根据处理域的不同，信道估计有域和频域之分，有时也将两者组合处理。 对于OFDM系统，信道估计的一种简单和有效方式是估计信道的频率响应，即估计每个子载波信道频率响应。
信道估计时域和频域方法分析：
时域方案的优点在于，当脉冲响应的最大长度大大少于副载波数时，性能得到改善。 这是因为频域估计需要同时估计所有副载波，而时域估计只能估计脉冲响应的几拍。
时域方法的缺点是需要较大的计算量，需要多次乘法运算，在频域中完全不需要。
本例选择了频域法的信道估计。
四.频域信道估计和均衡设计
IEEE 802.11a无线LAN只要应用于室内，其无线传输信道特征就在于多路径丰富、多路径延迟小、多普勒扩展少、干扰时间大，即该信道被视为慢衰落信道
如果要发送的数据帧不长，可以假设信道在一帧内不改变。 因此，设计能够利用前导符结构中的两个长训练符号来实现对帧中所有后续子载波信道频率响应的简单有效的估计。
(也就是说，通过长训练码元信道估计来均衡之后的副载波信道频率响应)
对于两个长训练符号，可以取两者的平均以便改进信道估计的质量。 这是因为，两个统计上独立的噪声采样之和除以2后，其变化量相当于单个噪声采样变化量的一半。
根据以上分析，基于长训练码元的频域信道估计和均衡方法如下。
简化后的公式：
因为e只是改变了星座上数据大小的位置，所以可以在后面的解调部分用作判断阈值，但这里不进行除法运算。
五.硬件实现
频域信道估计和均衡模块的硬件结构分为长训练符号提取、能量计算、信道估计和信道补偿四个部分。
整理后的结构图如下。
报价和均衡步骤：
通过确定输入OFDM符号的Symbol号码，提取两个长训练符号并进行平均；
平均值被发送到负责估计信道振幅变化e的能量计算模块和信道估计模块；
信道估计模块对接收到的长训练符号和本地长训练符号进行采样和相关处理，获得信道估计，并计算其共轭；
最后的信道均衡模块对数据包进行信道补偿。