• مدل ریاضی یک کانال ارتباطی خطی با حافظه بر اساس توابع مشخصه و مخلوط احتمالی توزیع سیگنال یکسان سازی کانال چند مسیره لیست پیشنهادی پایان نامه ها

    UDC 621.391.8

    A. G. BOGACHEV

    مدل ریاضی یک کانال ارتباطی خطی با حافظه بر اساس توابع مشخصه و مخلوط احتمالی از توزیع سیگنال

    مدل ریاضی کانال ارتباط خطی با حافظه بر اساس توابع مشخصه و توزیع مخلوط احتمالی سیگنال ها

    این مقاله رویکردی را برای ساخت مدلی از یک کانال ارتباطی خطی با حافظه بر اساس توابع مشخصه و مخلوط احتمالی توزیع سیگنال توصیف می‌کند.

    کلیدواژه: کانال ارتباطی، شناسایی کانال ارتباطی

    این مقاله رویکردی را برای ساخت یک مدل کانال ارتباطی خطی با حافظه بر اساس توابع مشخصه و توزیع مخلوط احتمالی سیگنال ها شرح می دهد.

    کلید واژه ها: کانال, کانال شناسایی

    در آثار اکثر نویسندگان، مشخصه های آنی کانال ارتباطی و سیگنال های مورد انتظار در دریافت دقیقاً مشخص شده است. با این حال، در واقعیت برخی از خطاها در ویژگی های کانال وجود دارد که مستقیماً بر سیگنال های مرجع در گیرنده تأثیر می گذارد و در نتیجه کیفیت دمدولاسیون را کاهش می دهد. در آثار تعدادی از نویسندگان، برآوردهایی ارائه شده است که نشان می دهد با افزایش میانگین مربع خطا در تخمین پارامترهای کانال به میزان 1-2 دسی بل، احتمال خطای دمودولاسیون منسجم حدوداً یک مرتبه افزایش می یابد. . در 10-15 سال گذشته، یک جهت علمی به طور فعال در حال توسعه بوده است که با ارزیابی ویژگی های کانال های ارتباطی بدون انتقال یک دنباله آزمایش همراه است. در سیستم های ارتباطات رادیویی مدرن، زمان صرف شده برای آزمایش کانال ارتباطی به 18٪ (برای استاندارد GSM) می رسد که استفاده از این منبع زمانی را برای ارتقاء سیستم های ارتباط رادیویی جذاب می کند. برای سیستم های ارتباطی موج کوتاه، سهم توالی تست می تواند به 50٪ از کل زمان ارسال از طریق کانال رادیویی برسد.


    دو نوع اصلی از وظایف پردازش سیگنال کور وجود دارد: شناسایی کانال کور (تخمین یک پاسخ ضربه ناشناخته یا تابع انتقال)، یکسان سازی کانال کور (یا تصحیح) (تخمین مستقیم سیگنال اطلاعات). در هر دو مورد، تنها پیاده سازی سیگنال ورودی دستگاه گیرنده برای پردازش در دسترس است. اولین وظیفه عمومی ترین است، زیرا می تواند کاربردهای عملی مختلفی داشته باشد که با کاربردهای مربوط به انتقال سیگنال های اطلاعاتی متفاوت است (به عنوان مثال: سیستم های رادار برای نظارت بر فضای بیرونی؛ جبران اعوجاج در سیستم های تصویربرداری و پردازش، از جمله فناوری پزشکی). توجه داشته باشید که مشکل دوم پردازش سیگنال کور بر اساس حل مشکل اول قابل حل است. در ارتباط با شرایط نشان داده شده، ما روی مشکل تخمین کور پاسخ ضربه می پردازیم.

    وظایف پردازش کور شامل کلاس گسترده ای از مدل ها برای توصیف سیگنال های مشاهده شده است. در کلی‌ترین حالت، یک مدل پیوسته به عنوان سیستمی با سیستم‌های ورودی و خروجی چندگانه توصیف می‌شود (در ادبیات انگلیسی Multiple-Input Multiple-Output یا MIMO). جدید بودن و پیچیدگی مدل پیشنهادی اجازه استفاده از سیستم MIMO را به عنوان هدف مطالعه نمی دهد، بنابراین، ما خود را به در نظر گرفتن یک مورد خاص با یک ورودی و یک خروجی محدود می کنیم. این مربوط به مورد یک کانال اسکالر ثابت است که می تواند با رابطه ورودی-خروجی توصیف شود:

    که در آن https://pandia.ru/text/79/208/images/image003_3.png" width="31" height="23 src="> پاسخ ضربه ناشناخته کانال ارتباطی است.

    https://pandia.ru/text/79/208/images/image005_2.png" width="12" height="13">-امین سیگنال ورودی () در بازه زمانی -ام ;

    https://pandia.ru/text/79/208/images/image010_0.png" width="15" height="17 src="> – فاصله زمانی.

    شناسایی کور یک سیستم به عنوان امکان بازیابی پاسخ ضربه ای سیستم با دقت تا یک فاکتور پیچیده فقط از سیگنال های خروجی درک می شود.

    در این مقاله قضایای کلیدی ارائه شده است که بر اساس آنها شرایط لازم و کافی برای شناسایی کور فرموله شده است. ماهیت این شرایط تحقق شرایط زیر است:

    - همه کانال های سیستم باید با یکدیگر متفاوت باشند، به عنوان مثال نمی توانند یکسان باشند.

    - توالی ورودی باید کاملاً پیچیده باشد. نمی تواند صفر، ثابت یا یک موج سینوسی باشد.

    - باید خوانش خروجی کافی در دسترس باشد.

    شرایط شناسایی کور کلاس مدل های مورد استفاده در مسئله مورد بررسی را تعیین می کند. ویژگی های رایج برای این دسته از مدل ها عبارتند از:

    1) تشکیل یک کانال برداری:

    1a) با استفاده از یک مدل چند کاناله (یک ورودی - خروجی های متعدد یا SIMO به زبان انگلیسی) که با روش های دریافت تنوع در فضا مطابقت دارد.

    1b) با پردازش پرسرعت (چند گانه) سیگنال ها در دریافت، که مربوط به القای کانال برداری با نمونه برداری بیش از حد است.

    2) وجود یک تأثیر تصادفی در ورودی مدل با ویژگی های آماری داده شده، که یک توالی اطلاعاتی را تشکیل می دهد.

    کلاس مدل‌ها برای موقعیت مورد بررسی باید به گونه‌ای انتخاب شود که ویژگی اصلی آنها وابستگی صریح خروجی به پاسخ ضربه کانال باشد. در این مورد، پیاده سازی خاص توالی اطلاعاتی که به ورودی سیستم وارد می شود، البته ناچیز است. بنابراین، هنگام مدل‌سازی، می‌توان میانگین‌گیری را روی تمام توالی‌های اطلاعاتی ممکن با استفاده از احتمال وقوع آنها اعمال کرد. سپس مدل را می توان به عنوان سیستمی تعریف کرد که پاسخ کانال را در یک زمان معین در بازه ساعت بسته به پاسخ ضربه در هنگام میانگین گیری در توالی های ورودی مشخص می کند. در اینجا، میانگین‌گیری به عنوان بازیابی چگالی احتمال پاسخ کانال در تعداد معینی از لحظات اولیه درک می‌شود (مدلی از میانگین‌گیری پاسخ کانال بر روی دنباله‌ای از نمادهای ارسالی). چنین مدلی در ارائه شده است. در اینجا ما گزینه ای را در نظر می گیریم که در آن یک نمونه از سیگنال خروجی () در بازه ساعت گرفته می شود:


    کجا https://pandia.ru/text/79/208/images/image014_1.png" width="139" height="29">;

    https://pandia.ru/text/79/208/images/image016_1.png" width="15" height="17 src="> – مدت زمان پاسخ ضربه ای کانال؛

    https://pandia.ru/text/79/208/images/image018_1.png" width="117" height="29 src=">– بردار داده;

    https://pandia.ru/text/79/208/images/image020_1.png" width="51" height="28 src=">.png" width="96" height="28">;

    - اندازه صورت فلکی نمادین (مدولاسیون موقعیتی).

    تجزیه و تحلیل مدل (2) نشان می دهد که تابع احتمال برای پاسخ ضربه چندوجهی است، که یافتن تخمین موثر را دشوار می کند. بنابراین، در عمل، چنین چگالی احتمال چندوجهی با استفاده از گشتاورهای مرتبه اول و دوم توسط مقداری توزیع گاوسی تقریبی می‌شود. این به طور قابل توجهی پیچیدگی محاسباتی به دست آوردن یک تخمین را کاهش می دهد، اما در عین حال دقت آن را کاهش می دهد.

    با عمق قابل توجهی از تداخل بین نمادی (که مربوط به یک پاسخ تکانه نسبتاً گسترده است)، حتی با مقدار کمی از حروف الفبای کاراکترهای ارسال شده، تعداد توالی کاراکترهای ورودی ممکن به طور تصاعدی افزایش می یابد https://pandia.ru/text /79/208/images/image025_0.png" width=" 13" height="17"> احتمالات.

    با استفاده از دستگاه زنجیره های مارکوف همگن می توان به ساده سازی قابل توجهی در توصیف دنباله های نمادهای ورودی در فرمول (2) دست یافت:

    , (3)

    کجا https://pandia.ru/text/79/208/images/image028_0.png" width="13" height="15">-احتمال بعدی؛

    https://pandia.ru/text/79/208/images/image030_0.png" width="83" height="29 src=">.png" width="16" height="17">.

    ما مدل ریاضی را به عنوان یک تابع احتمال از پاسخ مشاهده شده کانال ارتباطی به دنباله ای از حالات زنجیره مارکوف و تبدیل آنها در مدولاتور برای یک پاسخ ضربه ای مشخص فرموله می کنیم. مهم است که در مورد شناسایی پاسخ ضربه یک کانال ارتباطی توسط یک دنباله آزمایشی، می توان از دستگاه ریاضی زنجیره های مارکوف همگن غیر ثابت استفاده کرد. در این شرایط، تغییرات در مدل ریاضی ناچیز خواهد بود.

    اجازه دهید با ترکیب عملگرهایی که تبدیل سیگنال و تشکیل مشاهدات را توصیف می کنند، یک مدل ریاضی تنظیم کنیم.

    1) ما پاسخ را در خروجی یک سیستم خطی ثابت (کانال ارتباط خطی) با استفاده از اصل دوگانگی سیگنال-سیستم پیدا خواهیم کرد.

    ما تبدیل در مدولاتور را به صورت زیر نشان می دهیم:

    که در آن https://pandia.ru/text/79/208/images/image035.png" height="17 src=">.png" width="106" height="23 src="> بعد سیگنال مشاهده شده در طول بخش ISI (تعداد نمونه سیگنال در بازه ISI)؛

    https://pandia.ru/text/79/208/images/image039_0.png" width="16" height="19 src=">- عمق ISI، در فواصل ساعت اندازه گیری می شود.

    تبدیل در بخش خطی کانال ارتباطی به صورت زیر تعریف می شود:

    که در آن https://pandia.ru/text/79/208/images/image042.png" width="14" height="26 src="> بردار پاسخ ضربه کانال ارتباطی در فواصل ساعت از https:/ است. /pandia. ru/text/79/208/images/image044_0.png" width="14" height="25 src="> – )، گسسته سازی در فاصله مساوی.

    بیایید بردار را به ماتریسی از واکنش ها تبدیل کنیم .

    2) عملگر برای تشکیل مشاهدات در بازه ساعت با استفاده از ماتریس انتساب تنظیم می شود:

    جایی که https://pandia.ru/text/79/208/images/image047_0.png" width="36" height="24 src="> ماتریس تخصیص برای برجسته کردن خوانش های مهم است.

    https://pandia.ru/text/79/208/images/image051_0.png" width="250 height=112" height="112">.

    در سطرهای ماتریس تخصیص، همه عناصر برابر با صفر هستند به جز یکی برابر با یک..png" width="62" height="23 src=">-th ستون،…، در ردیف -امین یک در ستون -ام

    3) برای تشکیل یک مخلوط تصادفی از سیگنال ها در خروجی کانال ارتباطی، از دستگاه توابع مشخصه استفاده می کنیم که به ما امکان می دهد چگالی احتمال مجموع متغیرهای تصادفی مستقل را از طریق حاصل ضرب توابع مشخصه آنها نشان دهیم. مخلوط خود را از طریق مجموع چگالی احتمال. این رویکرد به فرد اجازه می دهد تا یک تخصیص تحلیلی از تابع درستنمایی را بر اساس احتمالات انتقال چند مرحله ای پیدا کند (3).

    در تئوری توابع تعمیم یافته، تبدیل فوریه تابع دلتا (تابع ضربه، تابع دیراک) در نظر گرفته شده است:

    که در آن https://pandia.ru/text/79/208/images/image057.png" width="16" height="24 src="> مقدار یک متغیر تصادفی است (مقدار تعداد سیگنال در خروجی کانال ارتباطی).

    سپس شرح واکنش در خروجی کانال ارتباطی از https://pandia.ru/text/79/208/images/image050.png" width="14" height="18 src=">امین نمونه است. از بازه ساعت -ام

    کجا https://pandia.ru/text/79/208/images/image061.png" height="19 src=">.png" width="42" height="33 src=">.png" width= "14" height="20">.png" width="49" height="26 src=">، .

    4) ماتریس احتمالات انتقال را با تابع مشخصه حالت زنجیره مارکوف (عنصری از دنباله اطلاعات) وصل می کنیم. سپس، روی مجموعه حالت‌های توابع مشخصه، ماتریس یک مرحله‌ای از احتمالات انتقال را تعریف می‌کنیم:

    ,

    جایی که https://pandia.ru/text/79/208/images/image036_0.png" width="16" height="16 src="> بیان می کند؛

    https://pandia.ru/text/79/208/images/image070.png" width="13 height=19" height="19">فاصله ساعت ام;

    https://pandia.ru/text/79/208/images/image072.png" width="112" height="56">.

    6) مخلوط تصادفی حاصل را می توان به عنوان مجموع توابع مشخصه احتمالات حالت نهایی تشکیل داد:

    ,

    https://pandia.ru/text/79/208/images/image075.png" width="36" height="16 src=">;

    https://pandia.ru/text/79/208/images/image075.png" width="36 height=16" height="16">.

    7) بیایید مدل ریاضی را با نویز گاوسی سفید افزودنی مشاهدات تکمیل کنیم. - تابع مشخصه قانون نرمال با انتظارات ریاضی صفر و انحراف معیار -

    .

    بنابراین، تابع درستنمایی مشاهده مورد نظر https://pandia.ru/text/79/208/images/image042.png" width="14" height="26 src="> توسط تبدیل فوریه معکوس پیدا می شود:

    .

    ما مجموعه‌ای از مشاهدات را به شکل تعداد کانال‌های زمانی تشکیل می‌دهیم که با تعداد بازه‌های ساعت تحلیل‌شده مطابقت دارد، و در هر بازه ساعتی، نمونه‌های انتخاب شده را انتخاب می‌کنیم.

    کجا -https://pandia.ru/text/79/208/images/image053.png" width="45" height="23">،

    https://pandia.ru/text/79/208/images/image085.png" width="311" height="53">، (4)

    کجا https://pandia.ru/text/79/208/images/image087.png" width="73 height=48" height="48">.png" width="41" height="19">، پاسخ ضربه ای فرکانس پایین با مدت زمان 24 نمونه، 8 نمونه در هر بازه ساعت.

    نتایج شبیه سازی به شکل هیستوگرام های فرکانس (https://pandia.ru/text/79/208/images/image091.png" width="13" height="15 src=">) پاسخ های کانال برای نمونه های انتخاب شده در یک بازه ساعت (شکل 1 و 2. نمونه ای حاوی 3000 بازه ساعت استفاده شد.

    شکل 1 - هیستوگرام فرکانس های ضربه زدن به یک متغیر تصادفی در محدوده مقادیر پاسخ کانال برای نمونه سوم در بازه ساعت

    شکل 2 - هیستوگرام فرکانس های ضربه زدن به یک متغیر تصادفی در محدوده مقادیر پاسخ کانال برای نمونه هشتم در بازه ساعت

    سپس، تابع درستنمایی بر اساس مدل ریاضی پیشنهادی ساخته شد (1-4)..png" width="13" height="15 src=">) برای نمونه های انتخاب شده در بازه ساعت در شکل 3 نشان داده شده است و 4.

    شکل 3 - چگالی احتمال متغیر تصادفی پاسخ کانال برای نمونه سوم در بازه ساعت

    شکل 4 - چگالی احتمال متغیر تصادفی پاسخ کانال برای نمونه هشتم در بازه ساعت

    نتایج شبیه‌سازی، هیستوگرام فرکانس‌های ضربه متغیر تصادفی پاسخ کانال برای نمونه‌های انتخاب‌شده در بازه ساعت است. نمونه ای حاوی 3000 بازه ساعت استفاده شد. سپس تابع درستنمایی بر اساس مدل ریاضی پیشنهادی (1-4) ساخته شد. مشخص شد که با افزایش حجم نمونه آماری از نظر تعداد فواصل ساعت، هیستوگرام (شکل 1، 2) بیشتر و بیشتر شبیه مدل ریاضی تشکیل شده می شود (شکل 3، 4).

    1. توصیف مستقیم مدل برای توسعه مدل شبیه سازی کانال ضروری است.

    2. مدل توسعه‌یافته یک کانال با تداخل بین نمادی به‌عنوان یک توصیف غیرمستقیم ارائه شده است که بعداً می‌تواند برای جستجوی برآورد مؤثر پاسخ ضربه از حداکثر احتمال استفاده شود.

    3. مدل های ریاضی و آماری ساختار چندوجهی مشخصی دارند که تعداد حالت های آن به حافظه کانال بستگی دارد. با این حال، در برخی از نمونه‌ها در یک بازه ساعت انتخابی، اکسترم‌های فردی از نظر بصری قابل تشخیص نیستند. این می تواند به دلیل: نسبت سیگنال به نویز کم، تعداد زیاد نقاط در صورت فلکی سیگنال، عمق زیاد تداخل بین نمادها، تعداد زیادی نمونه در هر بازه ساعت باشد.

    کتابشناسی - فهرست کتب

    1. تجزیه و تحلیل چینگاوا از روش های تخمین پاسخ ضربه به عنوان تابعی از دو متغیر در کانال هایی با پراکندگی در زمان و فرکانس // موفقیت های رادیوالکترونیک مدرن. - 2008. - شماره 12. - S. 60-67.

    2. سیگنال های فضا-زمان کارتاشفسکی در کانال های دارای حافظه. - م .: رادیو و ارتباطات، 2000. - 272 ص.

    3. پردازش سیگنال کور Goryachkin و کاربردهای آنها در مهندسی رادیو و سیستم های ارتباطی. - م.: رادیو و ارتباطات، 1382. - 230 ص.

    4. Tong L., Perreau S. Multichannel Blind Identification: From Subspace to Maximum Likelihood Methods // مجموعه مقالات IEEE. – اکتبر 1998. جلد. 86. شماره 10.-pp. .

    5. Otnes R., Tuchler M. Block اکولایزرهای خطی SISO برای یکسان سازی توربو در مودم های HF با آهنگ سریال // Proc. علامت پردازش سیگنال نروژی، NORSIG-2001، NORSIG، تروندهایم، نروژ، pp. 93-98.

    6. ناتو STANAG 4285: ویژگی های 1200/2400/3600 بیت در ثانیه مدولاتور/دمودولاتورهای تک تن برای لینک های رادیویی HF. فوریه 1989.

    7.، Shchelkunov از ایمنی نویز سیستم های انتقال پیام گسسته: کتاب راهنما / ویرایش. . - م .: رادیو و ارتباطات، 1981. - 232 ص.

    8. Xu G., Liu H., Tong L., Kailath T. رویکرد حداقل مربعات برای شناسایی کانال کور // IEEE Trans. پردازش سیگنال. - 1995. - جلد. SP-43، #12. - پ. .

    9. Hua Y.، Vax M. شناسایی دقیق چندین کانال FIR که توسط یک توالی دلخواه ناشناخته هدایت می شوند // IEEE Trans. پردازش سیگنال. - 1996. - جلد. SP-44، شماره 3. - ص 756-759.

    10. پردازش سیگنال مکانی-زمانی / و غیره. اد. . - م.: رادیو و ارتباطات، 1984. - 224 ص.

    11. Monzingo، آرایه های آنتن: مقدمه ای بر نظریه / , . - م .: رادیو و ارتباطات، 1986. - 448 ص.

    12. پروکیس جی. ارتباطات دیجیتال. Per از انگلیسی. / ویرایش . - م .: رادیو و ارتباطات، 2000. - 800 ص.

    13. فرآیندهای Mironov M. A. Markov. M.: رادیو شوروی، 1977. - 488 ص.

    14. فرآیندهای آبی. مثال ها و وظایف. T. 1. متغیرهای تصادفی و فرآیندها: Proc. کمک هزینه برای دانشگاه ها اد. . - م.: رادیو و ارتباطات، 1382. - 400 ص.

    آکادمی FSO روسیه، اورل

    محقق

    که از طریق آن پالس های اکو منتقل می شود

    گیرنده تطبیقی ​​شامل یک سیستم شناسایی مدل ریاضی کانال ارتباطی است که الگوریتم (4.2.6)، (4.2.8)-(4.2.12) را پیاده‌سازی می‌کند.

    به کمک این سیستم، مدل سازی شبیه سازی فرآیند شناسایی مدل ریاضی کانال ارتباطی با استفاده از روش توسعه یافته در شرایط MSI انجام شد. کل سطح نویز افزودنی 15-5 دسی بل بود. شناسایی بردار پارامتر مدل کانال ارتباطی در فرآیند انتقال توسط مودم های مشترک دنباله ای از کاراکترهای سرویس (تنظیم) شناخته شده در سمت گیرنده انجام شد. تعداد پالس های سرویس مورد استفاده برای شناسایی عملکرد ضربه کانال ارتباطی در محدوده 200 تا 2000 تغییر یافت.

    شکل 4.7 سیگنال دریافتی مودم گیرنده را با نسبت سیگنال به اکو 5 دسی بل نشان می دهد. علاوه بر این، همان شکل پژواک موجود در سیگنال جمع دریافتی را نشان می دهد.

    برنج. 4.7. سیگنال دریافتی توسط مودم گیرنده (1) و اکو (2)

    نتایج شناسایی تابع ضربه مدل کانال ارتباطی طبق الگوریتم (4.1.10)، (4.1.12) - (4.1.16) با استفاده از این پیام حاوی 600 کاراکتر در شکل 4.8 نشان داده شده است. شکل 4.8 تابع ضربه واقعی کانال رهگیری رادیویی (خط 1) و برآورد آن (خط 2) را نشان می دهد که توسط الگوریتم (4.2.6)، (4.2.8) - (4.2.12) محاسبه شده است. در اینجا تخمینی از این تابع ضربه (خط 3) است که از همان نمونه با استفاده از LSM بازگشتی (طبق الگوریتم فیلتر کالمن) محاسبه شده است.

    برنج. 4.8. نتایج شناسایی تابع ضربه کانال ارتباطی با نسبت سیگنال / سیگنال اکو 5 دسی بل:

    1 - عملکرد ضربه ای کانال ارتباطی؛ 2 – برآورد تابع ضربه محاسبه شده بر اساس الگوریتم (4.1.10)، (4.1.12)-(4.1.16); 3- تخمین تابع ضربه ای که توسط الگوریتم فیلتر کالمن محاسبه می شود

    شکل 4.8 نشان می دهد که الگوریتم (4.2.6)، (4.2.8) - (4.2.12) دقت شناسایی تابع ضربه را برای دمدولاسیون با کیفیت بالا از پیام دریافتی فراهم می کند. در عین حال، الگوریتم توسعه‌یافته دقت بالاتری در شناسایی پارامترهای مدل کانال ارتباطی در مقایسه با الگوریتم فیلتر کالمن هنگام استفاده از نمونه مشابه ارائه می‌کند. الگوریتم توسعه‌یافته یک خطای متوسط ​​در شناسایی تابع ضربه، برابر با 0.5٪، هنگام استفاده از نمونه‌ای که با ارسال 400 پالس سرویس از طریق یک کانال ارتباطی با نسبت سیگنال به سیگنال اکو 7 دسی‌بل به‌دست آمده است، ارائه می‌کند. کل سطح نویز افزودنی 5 دسی بل بود. با کمک فیلتر کالمن، این خطا در شناسایی تابع ضربه با استفاده از اطلاعات موجود در نمونه به دست آمده در هنگام ارسال 1500 پالس سرویس به دست آمد. نتایج مشابهی نیز برای سایر ترکیبات سیگنال اطلاعات، سیگنال اکو و نویز گاوسی در طول انتقال سیگنال‌های QAM از طریق کانال ارتباطی به دست آمد.

    بنابراین، در بخش 4.2، یک الگوریتم برای شناسایی مدل ریاضی یک کانال ارتباطی برای سیگنال‌های QAM چند موقعیتی ایجاد شده است که نیازی به دانش توابع توزیع احتمال نویز ندارد. این الگوریتم حداقل مقدار شاخص عملکرد تعمیم یافته را ارائه می دهد (4.1.11)، که یک پیچیدگی اضافی از سیگنال خطا، میانگین متحرک سیگنال خطا در زمان، و میانگین زمانی انحراف مجذور مقادیر فعلی است. سیگنال های خطا از مقادیر میانگین متحرک آنها محاسبه شده در پنجره زمان متحرک.

    4.3. سیستم دمدولاسیون QAM تطبیقی،

    دریافت شده از طریق یک کانال ارتباطی با یک مدل ریاضی ناشناخته

    برای استخراج الگوریتم دمدولاسیون برای سیگنال های QAM، مدل ریاضی کانال ارتباطی (4.1.1) - (4.1.3) را به صورت زیر تبدیل می کنیم.

    در یک پنجره زمانی کشویی با عدد، که دارای مقدار است

    در نقطه ای از زمان که ; ، بردار پارامترهای اطلاعاتی را تشکیل می دهند


    ^ 3.7. شناسایی ویژگی های کانال

    شناسایی ویژگی های هر شی به دست آوردن مدل ریاضی آن از یک پاسخ ثبت شده تجربی به یک اقدام ورودی شناخته شده است. یک فیلتر خطی اغلب به عنوان یک مدل استفاده می شود که به روش های مختلف توصیف می شود: توسط تابع انتقال اچ(س)، پاسخ ضربه ساعت(تیمعادله دیفرانسیل یا تفاضل به صورت معمولی یا ماتریسی. پارامترهای فیلتر با انتخاب یا در نتیجه حل معادلات بر اساس داده های تجربی تعیین می شوند. معیار کفایت مدل اغلب حداقل واریانس خطا است ه(تی) = z(تی) – y*(تی)، جایی که z(تی) و y*(تی) - سیگنال در خروجی کانال و فیلتر (شکل 17).

    روش همبستگی را برای شناسایی پاسخ ضربه یک فیلتر شبیه‌سازی کانال در نظر بگیرید. سیگنال خروجی y*(تی) فیلتر پیچیدگی سیگنال ورودی است ایکس(تی) و پاسخ تکانه ساعت(تی):

    برای سادگی، فرض کنید که پاسخ ضربه با سه نمونه توصیف شده است، یعنی. خروجی فیلتر

    برنج. شکل 17 شکل گیری این سیگنال را با جمع، با وزن هایی برابر با مقادیر نمونه های سیگنال ورودی، که در زمان توسط پاسخ های تکانه گسسته فیلتر جابجا می شوند، نشان می دهد. اجزای برجسته شده کنمونه‌ای از متغیر خروجی واریانس خطا

    شرایط حداقل واریانس

    به صورت زیر قابل ارائه است





    جایی که
    سیستم ()، به شکل کلی نوشته شده است

    ارتباط پاسخ ضربه ای کانال با تابع همبستگی خودکار سیگنال ورودی و تابع همبستگی متقابل سیگنال های ورودی و خروجی.

    برای به دست آوردن یک مدل مناسب از شی، سیگنال ایکس(تی) باید پهن باند باشد و نباید با تداخل ارتباط داشته باشد n(تی). یک توالی شبه تصادفی به عنوان چنین سیگنالی استفاده می شود. تابع خودهمبستگی آن به شکل یک پالس کوتاه است و مانند تابع همبستگی نویز سفید تقریباً می تواند به صورت نشان داده شود. آر ایکس(τ) ≈ 0.5 ن 0 δ(τ). در این مورد، معادله (17) ساده شده است:





    (18)

    و برآورد پاسخ ضربه به تعیین تابع همبستگی کاهش می یابد آر zx (τ).

    حل سیستم (16) به دلیل این واقعیت پیچیده است که اغلب "شرایط نامناسب" است: برخی معادلات تقریباً به صورت خطی وابسته هستند. در این مورد، تغییرات جزئی در ضرایب تجربی معادلات یافت شده - مقادیر گسسته توابع همبستگی منجر به راه‌حل‌های اساساً متفاوت می‌شود، از جمله مواردی که فاقد معنای فیزیکی هستند. این وضعیت برای مسائل "معکوس" معمول است، زمانی که مدل ریاضی یک شی توسط سیگنال های ورودی و خروجی آن تعیین می شود (مسئله "مستقیم" - تعیین واکنش یک شی با ویژگی های شناخته شده به یک سیگنال ورودی داده شده بدون هیچ گونه عارضه ای حل می شود. ). برای به دست آوردن یک مدل عملاً قابل تحقق، شکل معادلات دینامیک یا ویژگی های مدل بر اساس ملاحظات فیزیکی تنظیم می شود و مقادیر عددی پارامترهای مدل، که در آن بیشترین کفایت برای شی را دارد، می باشد. با مقایسه رفتار شی و مدل به روش های مختلف انتخاب شده است. این شناسایی "پارامتری" نامیده می شود. روش شناسایی "غیر پارامتریک" در نظر گرفته شده از هیچ اطلاعات پیشینی در مورد نوع ویژگی های شی استفاده نمی کند.

    کنترل سوالات

    1. شاخص های اصلی کیفیت کانال انتقال داده چیست. حجم کانال چیست؟

    2. چگونه استفاده از کدگذاری تصحیح کننده خطا بر بازده طیفی و انرژی کانال تأثیر می گذارد.

    3. آنچه در قضایای نایکیست و کوتلنیکوف بیان می شود.

    4. پاسخ به موج مربعی یک کانال را تصور کنید که یک فیلتر پایین گذر، یک فیلتر باند گسترده و یک فیلتر باند باریک است.

    5. ضریب هموارسازی فیلتر Nyquist چگونه بر پاسخ ضربه ای کانال تأثیر می گذارد.

    6. چه عواملی احتمال خطای نمادین را تعیین می کند.

    7. رابطه بین نسبت سیگنال به نویز و هزینه های انرژی خاص چیست.

    8. چگونه افزایش حجم حروف الفبای نمادهای کانال بر وابستگی احتمال خطای نماد به نسبت سیگنال به نویز و هزینه های انرژی ویژه در دستکاری فاز دامنه و فرکانس تأثیر می گذارد.

    9. تفاوت مفاهیم سرعت فنی و اطلاعاتی کانال انتقال داده چیست؟

    10. پهنای باند کانال چقدر است

    11. چه رابطه ای بین حداکثر بازده طیفی ممکن کانال و هزینه های خاص انرژی وجود دارد.

    12. مقدار نظری حد پایین هزینه های انرژی خاص چقدر است.

    13. آیا می توان پیام های با احتمال خطا در تعیین نمادهای کانال را به درستی ارسال کرد؟

    14. میزان اطلاعات به ازای هر یک کاراکتر از الفبای مبدأ چگونه برآورد می شود؟

    15. کدنویسی کارآمد چیست، مزایا و معایب آن چیست

    16. از دست دادن قدرت سیگنال در حین انتقال در فضای آزاد چگونه است

    17. شکل نویز و دمای نویز موثر چگونه تعیین می شود

    18. چه پدیده هایی در یک کانال چند مسیره مشاهده می شود

    19. چه پارامترهایی یک کانال چند مسیره را مشخص می کنند

    20. چه رابطه ای بین پخش زمان و پاسخ فرکانس کانال وجود دارد

    21. مفاهیم کمرنگ شدن انتخابی دامنه و فرکانس، شیفت داپلر و پراکندگی را توضیح دهید.

    22. تحت چه شرایطی گسترش طیف باعث افزایش ایمنی نویز یک کانال چند مسیره می شود

    23. مفهوم شناسایی پارامتریک را توضیح دهید


    1. روشهای انتقال داده چند کانالی

    انتقال داده‌های چند کانالی، انتقال همزمان داده‌ها از بسیاری از منابع اطلاعاتی از طریق یک خط ارتباطی است که به آن دسترسی چند کاناله، چندگانه‌سازی، چندگانه‌سازی، جداسازی کانال نیز می‌گویند.

    راه های اصلی جداسازی کانال ها به شرح زیر است.

    تقسیم فرکانس (دسترسی ضربی تقسیم فرکانس، FDMA): هر مشترک محدوده فرکانسی خاص خود را دارد.

    جدایی موقت (دسترسی ضربی تقسیم زمان، TDMA): به مشترک به صورت دوره ای شکاف های زمانی برای ارسال پیام اختصاص داده می شود.

    تقسیم کد (دسترسی ضربی تقسیم کد، CDMA): به هر مشترک یک سیستم ارتباطی طیف گسترده، یک کد شبه تصادفی (شبه نویز - PN) اختصاص داده می شود.

    در همین سیستم می توان از روش های مختلف توزیع کانال های ارتباطی بین مشترکین به طور همزمان استفاده کرد.کانال های ارتباطی مجزا را می توان به طور دائم به مشترکین خاصی اختصاص داد و یا در صورت درخواست ارائه کرد. استفاده از کانال های عمومی ارائه شده برای ارتباط در صورت نیاز (اصل ترانکینگ) با افزایش تعداد کانال ها، توان عملیاتی سیستم را به طور چشمگیری افزایش می دهد. سیستم‌هایی با تخصیص کانال پویا، سیستم‌های دسترسی چندگانه با تخصیص تقاضا (DAMA) نامیده می‌شوند. برای کاهش احتمال تداخل زمانی که چندین مشترک به طور همزمان به کانال دسترسی پیدا می کنند، از الگوریتم های کنترل دسترسی ویژه کانال استفاده می شود.

    ما اصول جداسازی کانال در سیستم های دیجیتال را با استفاده از مثال های خاص در نظر خواهیم گرفت.

    ^ 4.1. جداسازی موقت کانال

    در یک سیستم ارتباطی سیمی

    در سیستم هایی با مالتی پلکس شدن زمان، منابع و گیرندگان اطلاعات به نوبه خود توسط سوئیچ هایی در سمت فرستنده و گیرنده به کانال ارتباطی (مسیر گروهی) متصل می شوند. یک دوره سوئیچ یک چرخه (قاب، فریم) است که در آن همه منابع یک بار به کانال متصل می شوند. داده های منبع در طول یک «شکاف زمانی»، یک «پنجره» منتقل می شوند. بخشی از پنجره های چرخه برای انتقال اطلاعات سرویس و سیگنال های همگام سازی برای عملکرد سوئیچ ها رزرو شده است.

    به عنوان مثال، در سیستم تلفن دیجیتال اروپا، داده های 30 مشترک، جریان داده های دیجیتال اولیه را تشکیل می دهند که به فریم ها تقسیم می شوند. یک فریم با مدت زمان 125 میکرو ثانیه شامل 32 پنجره زمانی است که 30 پنجره برای ارسال پیام های مشترک و 2 پنجره برای انتقال سیگنال های کنترلی استفاده می شود (شکل 18، آ). در یک پنجره 8 بیت از پیام ارسال می شود. در نرخ نمونه برداری سیگنال صوتی 8 کیلوهرتز (دوره نمونه برداری 125 میکرو ثانیه)، نرخ داده در جریان اولیه 8000 ∙ 8 ∙ 32 = 2.048 Mbps است.


    چهار جریان دیجیتال اولیه در یک جریان ثانویه، 4 جریان ثانویه در یک جریان با سرعت 34 مگابیت بر ثانیه و غیره ترکیب می شوند. تا 560 مگابیت در ثانیه برای انتقال فیبر. تجهیزاتی که ترکیب جریان ها و جداسازی آنها را در انتهای گیرنده فراهم می کند «مولدکس» (مولتی پلکسر - دممولتی پلکسر) نامیده می شود.

    جریان های دیجیتال از طریق خطوط ارتباطی توسط کدهای کانالی که جزء ثابتی ندارند و خود همگام سازی را فراهم می کنند، منتقل می شوند. برای گروه بندی چند رشته، مالتی پلکس عملیات زیر را انجام می دهد:

    ترجمه کدهای کانال در هر جریان ورودی به کد BVN با نمایش نمادهای باینری توسط سیگنال های تک قطبی،

    نظرسنجی متوالی تمام کانال های ورودی در طول یک بیت و تشکیل یک جریان ترکیبی از نمادهای باینری در یک کد BVN تک قطبی (شکل 18، ب، لحظه های نظرسنجی با نقطه مشخص شده است)

    نماد دودویی جریان ترکیبی در کد کانال. علاوه بر این، کلمات قاب بندی به جریان ترکیبی وارد می شوند.

    سرعت انتقال در جریان های مختلف کمی متفاوت است. برای مطابقت با سرعت ها، ذخیره سازی میانی داده های هر جریان تا لحظه خواندن توسط پالس های هماهنگ انجام می شود. فرکانس خواندن داده ها در جریان تا حدودی بیشتر از دفعات ورود آنها است. چنین سیستم هایی با ادغام جریان های غیرهمگام، سلسله مراتب دیجیتال پلزیوکرونوس نامیده می شوند. سیستم های پیچیده تری با سلسله مراتب دیجیتال همزمان وجود دارد.

    ^ 4.2. تقسیم فرکانس-زمان کانال ها در سیستم ارتباطی GSM

    در یک سیستم ارتباط سلولی استاندارد GSM، مشترکین (ایستگاه های تلفن همراه MS) از طریق ایستگاه های پایه (BS) پیام ها را مبادله می کنند. این سیستم از تقسیم فرکانس و زمان کانال ها استفاده می کند. محدوده فرکانس و تعداد کانال های فرکانس به تغییر سیستم بستگی دارد. طرح جداسازی کانال در سیستم GSM-900 در شکل نشان داده شده است. 19.


    انتقال از BS به MS در کانال "مستقیم" (downlink، فوروارد، downlink، fall) و از MS به BS در کانال "reverse" (uplink، reverse، uplink، rise) در فرکانس های مختلف انجام می شود. ، با فاصله 45 مگاهرتز از هم جدا شده است. هر کانال فرکانس پهنای باند 200 کیلوهرتز را اشغال می کند. این سیستم دارای محدوده 890-915 مگاهرتز (124 کانال برگشت) و 935-960 مگاهرتز (124 کانال مستقیم) است. در همان فرکانس، 8 کانال مولتی پلکس زمانی به نوبه خود، هر کدام در یک پنجره زمانی با مدت زمان 576.9 میکروثانیه کار می کنند. پنجره ها قاب، چند فریم، سوپرفریم و هایپرفریم را تشکیل می دهند.

    مدت زمان طولانی هایپرفریم (3.5 ساعت) با الزامات حفاظت رمزنگاری تعیین می شود. سوپرفریم ها دارای مدت زمان مساوی هستند و شامل 26 مولتی فریم (26×51 فریم) برای انتقال همگام یا 51 مولتی فریم (51×26 فریم) برای انتقال صدا و داده است. همه فریم ها دارای 8 پنجره هستند و مدت زمان یکسانی دارند (حدود 4.6 میلی ثانیه). این سیستم از چندین نوع ویندوز با مدت زمان یکسان استفاده می کند.

    انتقال در تمام پنجره های یک قاب با یک فرکانس انجام می شود. وقتی به فریم دیگری می روید، فرکانس ممکن است به طور ناگهانی تغییر کند. این کار برای بهبود ایمنی در برابر صدا انجام می شود.

    تمام اطلاعات ارسال شده، بسته به نوع (گفتار، داده، فرمان های کنترل و هماهنگ سازی)، در کانال های منطقی مختلف توزیع می شود و در "بخش های" جداگانه در پنجره های مختلف - کانال های فیزیکی منتقل می شود. داده های کانال های منطقی مختلف را می توان در یک پنجره منتقل کرد. انواع مختلفی از پنجره ها برای انتقال انواع مختلف اطلاعات استفاده می شود. فواصل محافظ بین پنجره ها برای حذف همپوشانی سیگنال از مشترکین مختلف معرفی شده است. طول فاصله نگهبان حداکثر اندازه سلول (سلول) را تعیین می کند.

    کانال های منطقی به کانال های ارتباطی و کنترلی تقسیم می شوند.

    کانال های اتصال (TCH - کانال های ترافیک) گفتار و داده ها را با سرعت 2.4 تا 22.8 کیلوبیت در ثانیه انتقال می دهد. این سیستم از یک رمزگذار منبع نوع PRE-LPC (رمزگذار خطی با پیش بینی کننده پالس معمولی) استفاده می کند. نرخ صدای استاندارد 13 کیلوبیت بر ثانیه در نتیجه کدگذاری کانال به 22.8 کیلوبیت در ثانیه افزایش یافته است.

    کانال های کنترل به 4 نوع تقسیم می شوند.

    کانال های کنترل پخش سیگنال های ساعت BS و دستورات کنترل لازم برای همه MS برای عملکرد عادی را ارسال می کند. هر MS از BS دریافت می کند:

    سیگنال های همگام سازی برای تنظیم فرکانس حامل از طریق کانال FCCH (کانال تصحیح فرکانس - کانال همگام سازی حامل)،

    تعداد فریم فعلی در کانال SCH (کانال همگام سازی - کانال همگام سازی MS در زمان)،

    شماره شناسایی BS و کدی که دنباله پرش های فرکانس حامل را روی کانال BCCH تعیین می کند (کانال کنترل پخش - کانال انتقال دستورات برای کنترل فرآیند پیام رسانی).

    کانال های کنترل عمومی (CCCH - کانال های کنترل مشترک) هنگام برقراری ارتباط بین BS و MS به ترتیب زیر استفاده می شود:

    BS از طریق کانال PCH - تماس را به MS اطلاع می دهد.

    MS از BS، از طریق کانال RACH (کانال دسترسی تصادفی - کانال دسترسی موازی تصادفی)، شماره کانال فیزیکی برای اتصال به شبکه را درخواست می کند.

    BS از طریق AGCH (کانال اعطای دسترسی)، مجوز استفاده از کانال ارتباطی (TCH) یا یک کانال کنترل فردی اختصاصی به MS صادر می کند.

    کانال های کنترل فردی اختصاصی (SDCCH - کانال های کنترل اختصاصی مستقل) برای ارسال درخواست یک نوع سرویس از MS به BS و برای انتقال از BS به MS شماره کانال فیزیکی اختصاص داده شده به MS و فاز اولیه استفاده می شود. از توالی شبه تصادفی که برنامه پرش فرکانس را برای این MS تعیین می کند.

    کانال های کنترل ترکیبی (کانال های کنترل مرتبط ACCH) برای انتقال دستورات کنترلی زمانی که MS به سلول دیگری می رود (کانال FACCH - کانال کنترل مرتبط سریع) و برای ارسال اطلاعات در مورد سطح سیگنال دریافتی از MS به BS (از طریق SACCH) استفاده می شود. کانال - کانال کنترل مرتبط با کندی).

    در پنجره های نوع NB "عادی" اطلاعات ارسالی 114- بیت قرار می گیرد. یک دنباله آموزشی 26 بیتی شناخته شده توسط گیرنده برای تخمین پاسخ ضربه کانال ارتباطی به منظور تنظیم اکولایزر گیرنده استفاده می شود.

    یکسان سازی ویژگی های کانال ارتباطی و همچنین برای ارزیابی کیفیت ارتباط و تعیین تاخیر زمانی سیگنال. ترکیبات انتهایی TB (بیت های دم) در مرزهای پنجره قرار می گیرند، در انتهای پنجره یک فاصله نگهبانی GP (دوره نگهبانی) با مدت زمان 30.46 میکرو ثانیه وجود دارد. بیت های SF (پرچم فرمان) نوع اطلاعات را نشان می دهد.

    پنجره های نوع FB برای تنظیم فرکانس MC طراحی شده اند. 142 بیت صفر بر روی یک موج حامل مدوله نشده منتقل می شود. پنجره های تکراری از این نوع کانال منطقی تنظیم فرکانس FCCH را تشکیل می دهند.

    پنجره های نوع SB برای همگام سازی MS و BS به موقع طراحی شده اند. پنجره های تکراری یک کانال همگام سازی منطقی SCH را تشکیل می دهند. 78 بیت اطلاعات شامل شماره فریم و کد شناسایی BS می باشد.

    ویندوزهای نوع AB برای دریافت مجوز دسترسی به MS به BS طراحی شده اند. دنباله بیت همگام‌سازی ارسال شده توسط MS، BS را به گونه‌ای پیکربندی می‌کند که دنباله 36 بیتی بعدی حاوی درخواست سرویس را به درستی بخواند. فاصله نگهبانی در پنجره AB برای تطبیق با اندازه سلول بزرگ افزایش یافته است.

    ^ 4.3. تقسیم کد کانال ها

    در یک سیستم ارتباطی IS-95.

    این سیستم دارای باندهای فرکانسی 869-894 مگاهرتز برای انتقال سیگنال از طریق کانال جلو و 824-849 مگاهرتز برای انتقال معکوس است. فاصله فرکانس بین کانال های فوروارد و معکوس 45 مگاهرتز است. عملکرد کانال مستقیم روی یک فرکانس حامل در حین انتقال گفتار در شکل 1 نشان داده شده است. 21.


    دنباله کاراکترهای باینری از رمزگذار کانال به صورت زیر تبدیل می شود:

    - "درهم" - خلاصه ماژول 2 با کد فردی مشترکی که پیام به او ارسال می شود (PSP "طولانی")،

    - با دنباله والش خلاصه می شود. دنباله های متعامد والش، برای همه BS ها یکسان است، یک کانال فرکانس را به 64 کانال مستقل تقسیم می کند.

    - توسط یک کموتاتور (CM) به دو جریان مربعی تقسیم می شود منو س.

    نمادها در این جریان ها اجزای مربعات موج حامل را تعدیل می کنند. برای جدا کردن سیگنال‌ها از ایستگاه‌های مختلف، نمادها در جریان‌های مربعی با PRS- "کوتاه" جمع می‌شوند. منو PSP- س- شناسه های BS

    این سیستم از تجهیزات رمزگذاری داده یکپارچه استفاده می کند. گیرنده های GPS برای همگام سازی به موقع همه BS ها استفاده می شوند. نمادهای اولیه PSP با نرخ 1.2288 MSym/s دنبال می شوند. PRP طولانی با دوره 41 روزه توسط یک ثبات حاوی 42 بیت تشکیل می شود. کدهای فردی مشترکین قطعاتی از یک PRS طولانی هستند که در مراحل اولیه متفاوت هستند. PRP های کوتاه مدت 2/75 ثانیه توسط رجیسترهای شیفت حاوی 15 بیت تشکیل می شوند و در BS های مختلف با یک جابجایی فردی نسبت به لحظه های شروع بازه های زمانی دو ثانیه ای متفاوت هستند.

    هنگام جمع کردن با دنباله خروجی رمزگذار، که دارای فرکانس 19.2 کیلوبیت بر ثانیه است، PRS طولانی نازک می شود تا سرعت توالی های جمع شده برابر شود: هر 64 نماد از آن گرفته می شود. هنگام جمع کردن دنباله دریافتی با کلمه رمز والش، یک نماد از دنباله به 64 تراشه والش تبدیل می شود، به طوری که سوئیچ یک جریان دیجیتال با نرخ 1.2288 MS/s دریافت می کند. PSP های کوتاه دارای نرخ نماد یکسانی هستند. بنابراین، برای بهینه‌ترین استفاده از محدوده فرکانس، طبق قضایای نایکیست و کوتلنیکف، طیف دنباله نماد در ورودی مدولاتور گذر باند در فرستنده باید به فرکانس 1.2288/2 مگاهرتز محدود شود. برای این منظور یک فیلتر پایین گذر در ورودی مدولاتور با مرزهای باندهای گذر و تاخیر 590 کیلوهرتز و 740 کیلوهرتز نصب می شود.

    هر BS یک سیگنال SRP کوتاه را مدوله می کند که از طریق یک کانال "پایلوت" ویژه خروجی می شود. MS، با جابجایی PRS کوتاه در زمان، BS را با قوی ترین سیگنال خلبان پیدا می کند و از طریق کانال همگام سازی داده های لازم برای ارتباط، به ویژه، مقدار زمان سیستم را برای تنظیم کد طولانی خود، از BS دریافت می کند. پس از تنظیم کد طولانی، MS می تواند پیام های ارسال شده به آن را دریافت کند یا به ابتکار عمل خود را برای دسترسی به BS آغاز کند. در حین کار، MS سطح سیگنال خلبان را نظارت می کند و هنگامی که سیگنال قوی تری شناسایی شد، به BS دیگری سوئیچ می کند.

    داده هایی که باید با سرعت بالا منتقل شوند به بسته هایی تقسیم می شوند و به طور همزمان از طریق کانال های فرکانس مختلف منتقل می شوند.

    در کانال معکوس (شکل 22)، قدرت فرستنده و نسبت سیگنال به نویز کمتر از کانال جلو است. برای بهبود ایمنی نویز، سرعت رمزگذار کانولوشن به کاهش می‌یابد k/n= 1/3، رمزگذار داده ها را با سرعت 28.8 کیلوبیت بر ثانیه خروجی می دهد. طیف این جریان دیجیتال گسترش یافته است: هر بسته داده 6 بیتی با یکی از 64 نماد والش که 4 بار تکرار شده است جایگزین می شود. شماره نماد با محتوای بسته داده تعیین می شود.


    پس از گسترش، دنباله نمادها با ماژول 2 با پهنای باند طولانی مشترک جمع می شود و توسط سوئیچ به دو دنباله تقسیم می شود: در فاز ( من) و ربع ( س) که پس از جمع بندی با PSP- کوتاه منو PSP- س، نوسانات حامل درون فاز و چهارگانه را تعدیل کنید. برای کاهش جهش فاز، دنباله تعدیل مربعات در زمان به نصف مدت زمان نماد ابتدایی جابجا می شود.

    در یک کانال چند مسیره، برای مثال، با استفاده از طرح زیر، لازم است تأثیر پرتوهای تاخیری کاهش یابد:

    هر عنصر خط سیگنال را با زمان Δ به تاخیر می اندازد. فرض کنید هنگام ارسال یک پالس، گیرنده 3 پالس با نسبت دامنه 1: 0.5: 0.2 دریافت می کند که در فواصل زمانی مساوی Δ است. این سیگنال ایکس(تی) با خواندن توصیف می شود: ایکس 0 = 1, ایکس 1 = 0.5, ایکس 2 = 0.2.

    سیگنال در خروجی فیلتر با جمع، با ضرایب وزن به دست می آید ب 0 , ب 1 , ب 2، سیگنال ایکس(تی) و کپی های تاخیری آن:

    گزینه ها ب منباید طوری انتخاب شود که در خروجی فیلتر خوانش ها را دریافت کند y 0 = 1, y 1 = y 2 = 0 با نمونه های ورودی 1، 0.5، 0.2:

    راه حل ب 0 = 1, ب 1 = – 0.5, ب 2 = 0.05. با این فاکتورهای وزنی

    در مثال در نظر گرفته شده، پارامترهای اکولایزر از پاسخ ضربه ای شناخته شده کانال محاسبه می شوند. این ویژگی با پاسخ کانال به دنباله "آموزش" (تنظیم) شناخته شده برای گیرنده تعیین می شود. با تأخیر بیش از حد زیاد و سطح بالای اجزای سیگنال چند مسیره، طول توالی تمرین، تعداد عناصر تاخیر در فیلتر و نرخ نمونه برداری سیگنال باید به اندازه کافی بزرگ باشد. زیرا کانال واقعی ثابت نیست، تعیین ویژگی های آن و اصلاح پارامترهای فیلتر باید به طور دوره ای تکرار شود. با پیچیده تر شدن فیلتر، زمان سازگاری آن افزایش می یابد.

    شناسایی ویژگی های کانال

    روش همبستگی برای شناسایی پاسخ ضربه ای

    خروجی فیلتر

    اجازه دهید پاسخ ضربه با سه نمونه توصیف شود:

    معیار کفایت مدل حداقل واریانس خطا است

    شرایط حداقل واریانس

    یا

    این سیستم به شکل کلی نوشته شده است

    شکل مجزای نوشتن معادله وینر-هوپف است

    برای سیگنال x(t) از نوع نویز سفید آر ایکس(τ) ≈ 0.5 ن 0 δ(τ),

    و برآورد پاسخ ضربه به تعیین تابع همبستگی کاهش می یابد آر zx (τ).

    اکولایزر با پاسخ کانال معکوس

    دانستن ویژگی کانال برای یکسان سازی آن ضروری نیست. پارامترهای فیلتر را می توان با توجه به معیار حداقل پراکندگی انتخاب کرد D هاشتباهات ه(تی) = ایکس(تی) – ایکس*(تی)، جایی که ایکس(تی) دنباله آموزشی است که از طریق کانال ارتباطی منتقل می شود و در گیرنده تولید می شود.

    یکسان سازی ایده آل پاسخ کانال (زمانی که H k (ω) H f (ω) = 1) ممکن است نامطلوب باشد اگر پاسخ فرکانس کانال دارای افت عمیق باشد: یک بهره بسیار بزرگ از فیلتر اصلاحی در فرکانس های مربوط به صفر مورد نیاز است. عملکرد انتقال کانال، نویز افزایش می یابد.

    اصل عملکرد اکولایزر ویتربی

    علامت z(تی) هنگام انتقال دنباله آموزشی دریافت می شود ایکس(تی) روی فیلتر مطابق با دنباله تنظیم اعمال می شود. خروجی فیلتر همسان را می توان به عنوان تخمینی از پاسخ ضربه کانال در نظر گرفت.

    سیگنالی شناسایی می شود که دنباله ای از آن را نشان می دهد n بیت همه 2 n توالی های باینری ممکن که می توانند منتقل شوند در گیرنده تشکیل می شوند و از فیلتر - مدل کانال عبور می کنند. دنباله ای انتخاب می شود که پاسخ فیلتر کمترین تفاوت را با سیگنال دریافتی دارد.

    بیشتر بخوانید: