單載波頻域均衡系統

單載波頻域均衡系統模型

輸入的比特流經過特定的調制方式映射為複信号，之後會在資料塊前端插入長度為Ｚ的循環字首（CP）。一般來說，CP的長度不小于多徑信道的時延擴充，以確定該資料塊不受其他資料塊幹擾。之後，将插入CP的資料信号發送到信道；接收端接收到信号之後，先去掉資料塊首部的CP，然後經過FFT操作将信号變換到頻域。在頻域經過均衡處理之後，再通過IFFT變換将信号恢複到時域，這樣就得到均衡後的時域資料符号。

優點：

（1）與時域均衡器相比，頻域均衡器更容易實作，其處理複雜度正比于多徑時延的對數。另外，頻域均衡器結構簡單，這就表示它有着巨大的優化空間；

（2）與OFDM相比，單載波頻域均衡基本上克服了其峰均功率比（PAPR）高和對頻偏敏感的缺點，大大降低收發兩端對功放和調諧器的要求，進而降低了系統的實作成本；

（3）與OFDM在系統結構和信号處理方式上相似，使得單載波頻域均衡系統有着和OFDM相近的複雜度；與非自适應OFDM系統相比，在均不使用預編碼技術的情況下，單載波系統對抗頻率選擇性幹擾的能力更強。

常見的均衡技術：

• 迫零均衡（ZF）：放大噪聲。
• 最小均方誤差均衡（MMSE）：分母中加上噪聲的部分。

單載波頻域均衡的信道容量不大于OFDM的信道容量，隻有當信道是非頻率選擇性衰落信道時，兩個系統的信道容量才相同。另外，就算信道是頻率選擇性衰落信道，兩個系統的信道容量也不會有太大的差距。

峰均功率比

在無線通信系統中，發送端信号的發送功率通常是固定的，系統要采用效率比較高的Ｂ類或Ｃ類功放對信号發送功率進行放大。但這兩類功放本身的特性會使信号波形産生嚴重的非線性失真，這就進一步要求功放具有較大的動态範圍，以確定信号能夠無失真傳輸。但是，放大器性能的提升往往需要很高的成本，是以期望能通過減小發送信号的動态範圍來降低系統對功放的要求。一般來說，峰值平均功率比（PAPR）是衡量信号動态範圍的一個重要參量。

P_max為峰值功率，P_mean為信号的平均功率。大部分情況下，峰均功率比的定義由機率分布給出。

對于多載波調制的OFDM系統，當多個子載波的相位相同或相近時，信号的峰值功率就會很高，導緻其峰均功率比也很高。過高的峰均功率比會造成很嚴重的非線性失真。一般來說有：

是以單載波頻域均衡系統相對于OFDM系統具有明顯的低峰均功率比，這大大降低系統對發射功放的要求，進而減少了系統的消耗和實作成本。

與ofdm系統相比，單載波頻域均衡系統通過IFFT變換将窄帶幹擾擴充到了整個資料塊，進而分散了幹擾的影響，提升了系統的整體性能。對于OFDM系統，信噪比較高時，出現的窄帶幹擾會緻使OFDM系統中某些判決信噪比較低的符号（對應某一子載波）無法正确解調，造成誤碼。