Выравнивание

Существует простой тест, позволяющий проверить, содержит ли фильтрованный сигнал с выхода межсимвольную интерференцию (предполагается отсутствие шума). Для этого тре­буется всего лишь произвести выборку фильтрованного сигнала в моменты времени, соот­ветствующие исходным входным выборкам; если полученные сигналы в результате выбор­ки не отличаются от выборок исходного сообщения, то сигналы с выхода фильтра имеют нулевую межсимвольную интерференцию (в моменты взятия выборок). Использование фильтра Найкви­ста дает нулевую межсимвольную интерференцию в моменты взятия выборок, тогда как другие фильтры не имеют такой особенности.

Выравнивание можно разбить на две большие категории. Первая категория, оценка последовательности с максимальным правдоподобием (maximum-likelihood sequence estima­tion — MLSE), подразумевает измерение h_С(t) с последующей подстройкой приемника под требования передачи. Цель такой подстройки — позволить детектору произвести точную оценку демодулированной искаженной последовательности импульсов. При использова­нии приемника MLSE искаженные выборки не изменяются и не проходят этап непосред­ственной компенсации последствий помех; вместо этого приемник перенастраивается так, чтобы максимально эффективно работать с искаженными выборками. Вторая катего­рия, выравнивание с помощью фильтров, включает использование фильтров для компенса­ции искажения импульсов. В этом случае детектору предоставляется последовательность демодулированных выборок, модифицированных или “очищенных” эквалайзером от по­следствий межсимвольной интерференции. Выравнивание с помощью фильтров (более популярный подход из двух описанных выше) также имеет несколько подтипов. Фильтры могут быть линейными устройствами, содержащими только элементы с прямой связью (трансверсальные эквалайзеры), или нелинейными, включающими элементы с обратной связью (эквалайзеры с обратной связью по решению). Кроме того, фильтры могут различать­ся алгоритмом работы, который может быть заданным или адаптивным. Также они могут различаться разрешением или частотой обновления. Если выборки производятся только в пределах символа, т.е. одна выборка на символ, то это символьное разделение. Если каждому символу соответствует несколько выборок, то это фракционное разделение.

Модифицируем уравнение системы

,

заменив принимающий/выравнивающий фильтр отдельными (принимающим и выравнивающим) фильтрами, определяемыми частот­ными передаточными функциями и. Где – характеризует передающий фильтр, – фильтрация в канале, – принимающий/выравнивающий фильтр.

Будем также считать, что общая пере­даточная функция системы H(f) имеет вид приподнятого косинуса, и обозначим ее H_RC (f). Таким образом, можем записать следующее:

В системах, представляющих практический интерес, частотная передаточная функция системы H_c(f) и ее импульсная характеристика h_C(t) не известны с точностью, доста­точной для разработки приемника, который в любой момент времени дает нулевую межсимвольную интерференцию. Передающий и принимающий фильтры, как прави­ло, выбираются так, чтобы выполнялось

Таким образом, характеристики H_l(f) и Н_r(f) имеют вид корней из приподнятого косину­са. Следовательно, передаточная функция эквалайзера, необходимая для компенсации искажения, внесенного каналом, является обратно пропорциональной передаточной функции канала:

Глазковая диаграмма — это изображение, полученное в результате измерения отклика сис­темы на заданные низкочастотные сигналы. На вертикальные пластины осциллографа по­дается отклик приемника на случайную последовательность импульсов, а на горизонталь­ные — пилообразный сигнал сигнальной частоты. Другими словами, горизонтальная вре­менная развертка осциллографа устанавливается равной длительности символа (импульса). В течение каждого сигнального промежутка очередной сигнал накладывается на семейство кривых в интервале (0, T). На рис. 4 приведена глазковая диаграмма, получаемая при двоичной антиподной (биполярные импульсы) передаче сигналов. Поскольку символы по­ступают из случайного источника, они могут быть как положительными, так и отрица­тельными, и отображение послесвечения электронного луча позволяет видеть изображе­ние, имеющее форму глаза. Ширина открытия глаза указывает время, в течение которого должна быть произведена выборка сигнала. Разумеется, оптимальное время взятия выбор­ки соответствует максимально распахнутому глазу, что дает максимальную защиту от воз­действия помех. Если в системе не используется фильтрация, т.е. если передаваемым ин­формационным импульсам соответствует бесконечная полоса, то отклик системы дает им­пульсы идеальной прямоугольной формы. В этом случае диаграмма будет выглядеть уже не как глаз, а как прямоугольник. Диапазон разностей амплитуд, обозначенный через D_A, яв­ляется мерой искажения, вызванного межсимвольной интерференцией, а диапазон разно­стей времен перехода через нуль, обозначенный через J_T, есть мерой неустойчивой син­хронизации. На рисунке также показана мера запаса помехоустойчивости M_N и чувстви­тельность к ошибкам синхронизации S_T. Чаще всего глазковая диаграмма используется для качественной оценки степени межсимвольной интерференции. По мере закрытия глаза межсимвольная интерференция увеличивается, а по мере открытия — уменьшается.

  Рис. 4. Глазковая диаграмма

Дата добавления: 2014-10-22