Выравнивание характеристик канала.

Многие каналы связи характеризуются как узкополосные линейные фильтры с импульсной характеристикой и частотной характеристикой , которая представляет собой амплитудную характеристику канала, умноженную на , где физовая характеристика канала:

Для получения идеальных передающей характеристик канала, в пределах заданной полосы пропускания , амплитудная характеристика канала должна быть равной константе, а функция, описывающая фазовые характеристики канала, должна быть линейной функцией частоты. Т.е. запаздывание фазы должно быть одинаковое для каждой частоты спектра.

Если эти условия не выполняются, то канал будет искажать: при невыполнение первого условия – амплитуду, при невыполнении второго - фазу, при одновременном невыполнении – и амплитуду, и фазу.

Графическое представление этой ситуации:

Во многих каналах, например, с замираниями искажения амплитуды и фазы появляются одновременно, таким образом, что ни один импульс принятой демодулированной последовательности не может быть определен однозначно.

Совокупность методов обработки и фильтрации сигнала, направленных на устранение или снижение межсимвольной интерференции называют выравниванием.

В процедуре выравнивания находят применение два подхода:

· Оценка последовательности методом максимального правдоподобия (MLSE), которая подразумевает измерение импульсной характеристики канала и последующей подстройке приемника. При использовании данного метода искаженные выборки не изменяются, принятые символы компенсацию последствия воздействия помех не проходят, при этом приемник перенастраивается таким образом, чтобы максимально эффективно работать с искаженными символами.

· Выравнивание с помощью фильтров. В этом методе используют фильтры для компенсации искажения импульсов. В этом случае, на вход детекторов подается потом модифицированных или компенсированных эквалайзером импульсов/символов от последствий межсимвольной интерференции.

По сути, это одно и то же. Граница достаточно размыта в том, какую часть схемы называют эквалайзером.

Выравнивание с помощью фильтров делится на несколько групп:

· Фильтры могут быть представлены линейными устройствами, т.е. устройствами без обратной связи – трансверсальные эквалайзеры.

· Или нелинейными устройствами, т.е. с наличием обратной связи – эквалайзеры с обратной связью по решению.

При это фильтры могут отличаться алгоритмами работы, которые могут быть либо заданными, либо адаптивными.

Базовое уравнение можно модифицировать путем замены принимающего/выравнивающего фильтра отдельными принимающим и выравнивающим фильтрами:

Здесь компонента представлена двумя компонентами и . При этом будем считать, что общая передаточная функция системы будет описана функцией приподнятого косинуса .

Поскольку в реальных системах связи частотная передаточная функция канала и ее импульсная характеристика и неизвестны с точностью, достаточной для разработки приемника, который в любой момент времени давал бы нулевую межсимвольную интерференцию, поэтому передающий и принимающий фильтры выбирают таким образом, чтобы их произведение давало функцию :

Передаточная функция канала определяется тестированием. Берут некую тестовую последовательность, известную приемнику и передают ее через канал связи в известный промежуток времени. Приемник ее принимает, кривую косую, и, сравнивая с тем, что должно быть, и определяет такой множитель к передаточной функции канала, чтобы на выходе после перемножения случилась константа.

Нельзя в систему с эквалайзером включить какого-либо абонента, незнакомого с этой системой.

У нас есть кусок информации, которую мы передаем в эфир. Для его передачи требуется время . Символы искажаются. Берем и ставим систему с эквалайзером, но его сначала нужно обучить, передать тестовую последовательность. Получилось так, что тестовая последовательность выела некоторые символы передачи информации, а это значит, что скорость передачи полезной информации упала, при той же скорости передачи символов.

Частота передачи тестовой последовательности определяется самой системой. Нужно найти баланс, когда тестовая последовательность передается не слишком редко и не слишком часто.