Назначение и принцип работы эквалайзера
Назначение и принцип работы эквалайзера
Канал связи, имея неравномерную частотную характеристику, искажает передаваемый сигнал. В каналах с многолучевым распространением, где искажения могут быть особенно велики, а простое увеличение мощности сигнала не эффективно, необходимо применение специальных способов ослабления влияния замираний. Эквалайзер выравнивает частотную характеристику канала. Это возможно, если идентифицировать частотную характеристику канала по его реакции на известную настроечную последовательность и ввести в приемник фильтр с характеристикой, обратной характеристике канала. Ниже рассмотрен принцип работы простейшего эквалайзера на основе трансверсального фильтра.
Пусть при передаче, в основной полосе частот, одиночного импульса по многолучевому каналу на выходе демодулятора приемника наблюдается 3 импульса с соотношением амплитуд 1: 0.5: 0.2, следующих через равные интервалы времени Т.
В данном примере избыточная задержка сигнала не превышает 2Т, текущее значение отсчета хk зависит только от текущего и двух предыдущих отсчетов переданного сигнала, так что достаточно использовать трехотводный эквалайзер. При поступлении на вход фильтра выборок хk = (1, 0.5, 0.2) на выходе фильтра необходимо получить выборки yk = (1, 0, 0). Из общего выражения значений выборок выходного сигнала yk получаем систему уравнений (1). Подставив в нее значения выборок сигнала хk и желаемые значения выборок yk , получим систему (2)
Решение системы (2) b0=1, b1= - 0.5, b2=0.05.
Сигнал на выходе фильтра получается 
суммированием трех составляющих, указанных на рисунке, при этом наблюдается практически точное восстановление исходного сигнала. Таким образом, рассмотренный вариант эквалайзера моделирует обратную характеристику канала.
Рекомендуемые материалы
В реальной ситуации, при сложной форме нестационарной импульсной характеристики канала, большом времени избыточной задержки и существенном уровне помех необходимо использовать:
- эквалайзер высокого порядка в адаптивном режиме с временем адаптации, меньшем времени когерентности канала,
- достаточно длинную настроечную последовательность, чтобы определять усредненную реакцию канала на эту последовательность и тем самым минимизировать влияние случайных помех на выбор параметров фильтра.
Примеры применения адаптивных фильтров
При определении характеристик источника сигнала и параметров сигнала, принятого с искажениями и помехами, применяют адаптивные фильтры, моделирующие источник сигнала. Параметры адаптивной модели АМ, возбуждаемой сигналом x, подбираются, чаще всего по критерию минимума СКО выходного сигнала модели y и эталонного сигнала d (а). Структура фильтра-модели, алгоритм подстройки и выбор сигналов x и d зависят от конкретной задачи. Приведем примеры использования адаптивной модели.
Идентификация объекта – определение характеристик управляемой технической системы, технологического процесса, канала связи, среды распространения сигнала и т.д. осуществляется по схеме (б), где x и y = d - входной и выходной сигналы моделируемого объекта, доступные измерению. Чтобы модель была адекватна объекту, сигнал x должен быть широкополосным.
Информация в лекции "8 Информационные потоки и информационная система" поможет Вам.
Знание модели управляемого объекта необходимо для синтеза эффективного алгоритма управления.
Получив модель среды распространения радиосигнала, настраивают в приемнике эквалайзер – фильтр с обратной характеристикой, выравнивающий характеристику канала связи и уменьшающий искажения сигнала.
Построив модель земной коры по отраженным сейсмосигналам, определяют наличие нефтеносных и газоносных слоев. Так были найдены почти все месторождения на шельфе.
Подавление помехи от внешнего источника осуществляется по схеме (в). Предполагается, что сигнал S и помеха n приходят с разных направлений. Используется два приемных канала. Помехи n и n1 в этих каналах разные. Параметры фильтра подбираются так, чтобы помеха n1, преобразованная фильтром, компенсировала помеху n в канале приема сигнала. После адаптации фильтра сигнал ошибки e является оценкой сигнала s . Полезный сигнал подавляется, если он проходит в канал приема помехи.
В схеме предсказания последующих значений сигнала, применяемой, в частности, для уменьшения числа символов в речевом сообщении, параметры модели, имитирующей источник сигнала, подбираются в результате сравнения предсказанного значения сигнала и задержанного реального значения сигнала.
Определение спектра сигнала. Знание спектра сигнала необходимо для идентификации объекта, излучившего или отразившего сигнал. Во многих задачах приходится определять спектр по небольшому числу отсчетов. Ограничение выборки приводит к появлению боковых лепестков, искажающих спектр. Один из способов устранения этого явления – подбор параметров фильтра, генерирующего принятый сигнал при возбуждении белым шумом. Передаточная функция такого фильтра является спектральной функцией сигнала. Такую задачу называют «оцениванием временных рядов».
