什么是時間色散

　　數字傳輸的引入帶來了一個新的問題是時間色散。這一問題也起源于反射，但與多徑衰落不同，其反射信號來自遠離接收天線的物體約在幾千米遠處。由基站發送“1”、“0”序列，如果反射信號的達到時間剛好滯后直射信號一個比特的時間，那么接收機將在從直射信號中檢出“0”的同時，還從反射信號中檢出“1”，于是導致符號“1”對符號“0”的干擾。

　　在無線通信中，無線電波從發射端到接收端會經過直射、反射等很多傳播途徑，反射路徑要比直射路徑長一些，因此，從發射端輻射出的波經過反射路徑到達接收端用的時間要比走直射路徑長一些。從接收端看，先后收到了來自同一信源的兩列波；這兩列波走的路徑不同，傳播環境不同，受到的干擾也不同。

　　時間色散是指到達接收機的直射信號和其他多徑信號由于空間傳輸的時間差異而帶來的彼此干擾問題。假若發射機發送了一個“1”，由于多徑效應，接收機先收到“1”這個數據，又收到“0”這個數據，接收機困惑了，不知道究竟是“0”還是“1”了，所以解碼就可能出現錯誤，如下圖所示。

　　電磁場中，任意一點的場值與以前時刻的場值有關，叫時間色散，如熱等離子體。

　　發射信號經過遠離接收天線的物體反射容易導致時間色散，可以通過工程參數調整來規避時間色散問題，也可以通過創新技術來識別和避免此類問題。

　　在GSM系統中，比特速率為270kbit／s，則每一比特時間為3.7?s。因此，一比特對應1.1km。假如反射點在移動臺之后lkm，那么反射信號的傳輸路徑將比直射信號長2km。這樣就會在有用信號中混有比它遲到兩比特時間的另一個信號，出現了碼間干擾。時間色散似乎是個很棘手的問題，不過在GSM系統中采用了自適應均衡技術，這一問題的嚴重性得以緩解。

　　消除時間色散一般采用接收機內帶有均衡器。

　　均衡有兩個基本途徑：

　　1、頻域均衡，它使包括均衡器在內的整個系統的總傳輸函數滿足無失真傳輸的條件。它往往是分別校正幅頻特性和群時延特性，序列均衡通常采用這種頻域均衡法。

　　2、時域均衡，就是直接從時間響應考慮，使包括均衡器在內的整個系統的沖激響應滿足無碼間串擾的條件。

　　目前我們面臨的信號是時變信號，因此需要采用第二個均衡途徑時域均衡來達到整個系統無碼間串擾。

　　時域均衡系統的主體是橫向濾波器，也稱橫截濾波器，它由多級抽頭延遲線、加權系數相乘器（或可變增益電路）及相加器組成。

　　均衡技術的原理

　　信道可以是金屬線、光纜、無線鏈路等，每種信道有其自己的特性，如帶寬、衰減等等。因此，最佳接收機應適合用于特殊類型傳輸信道，這就意味著該接收機應知道信道是什么樣的，否則就不是最佳接收機：我們要做的事情就是建立一個傳輸信道（即空中接口）的數學模型，計算出最可能的傳輸序列，這就是均衡器。傳輸序列是以突發脈沖串的形式傳輸，在突發脈沖串的中部，加有已知方式的且自相關性強的訓練序列，利用這一訓練序列，均衡器能建立起該信道模型。這個模型隨時間改變，但在一個突發脈沖串期間被認為是恒定的。建立了信道模型，下一步是產生全部可能的序列，并把它們饋入通過信道模型，輸出序列中將有一個與接收序列最相似，與此對應的那個輸入序列便被認為是當前發送的序列。

　　例中序列長度N ＝3，接收序列為010。N ＝3給出了饋入信道模型的8種可能的輸入系列：輸入000，輸出100； 輸入001，輸出010；輸入010，輸出：110等等。

　　顯然，第二個輸入系列001產生了最相似輸出序列010，因此認為001＝為發送序列。 這看起來似乎很簡單，不過問題是通常不會有N=3的情況。例如在GSM中，N ＝116，這就需要相當大量的比較。假如每秒鐘比較1千萬個組合，計算全部組合將要花費1029年。由此導致的話音時延是絕對不能容忍的，所以實際使用的均衡器中使用了維特比算法就是這個道理。

　　GSM規范要求均衡器應能處理時延高達15s左右的反射信號，15s約對應4比特時間。此外，由于近區（相對于接收機）反射，反射信號本身易受到瑞利衰落的影響。然而，與直射信號相比，反射信號具有不相關性衰落圖形，困而能被均衡器利用，從而改善性能。因此只要反射信號的時延不超過15s就可以得到很好的信號質量。