Линейный эквалайзер

Компенсируйте модулируемые сигналы с помощью линейной фильтрации

Библиотека:
Communications Toolbox / Эквалайзеры

Описание

Блок Linear Equalizer использует коснувшийся сетевой фильтр задержки, чтобы компенсировать линейно модулируемый сигнал через дисперсионный канал. Используя оценку канала, смоделированного как фильтр конечного входного ответа (FIR), блок обрабатывает входные кадры и выводит предполагаемый сигнал.

Этот значок показывает блок со всеми портами, включенными для настроек, которые используют LMS или адаптивный алгоритм RLS.

Этот значок показывает блок со всеми портами, включенными для настроек, которые используют CMA адаптивный алгоритм.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`\in` Входной сигнал
вектор-столбец

Входной сигнал, заданный как вектор-столбец. Длина вектора in должна быть равна целочисленному кратному параметр Number of input samples per symbol. Для получения дополнительной информации смотрите, что Касание Символа Располагает с интервалами.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

`Desired` — Учебные символы
вектор-столбец

Учебные символы, заданные как вектор-столбец. Длина вектора Desired должна быть меньше чем или равна длине входа in. Входной порт Desired проигнорирован, когда входным портом Train является 0.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите параметр Adaptive algorithm на LMS или RLS.

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

`Train` — Обучите флаг эквалайзера
1 | 0

Обучите флаг эквалайзера, заданный как 1 или 0. Блок запускает обучение, когда это значение изменяется от 0 до 1 (в возрастающем ребре). Маршрутные поезда до всех символов во входном порту Desired обрабатываются.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите параметр Adaptive algorithm на LMS или RLS и выберите параметр Enable training control input.

Типы данных: Boolean

`Update` — Обновите флаг весов касания
1 | 0

Обновите флаг весов касания, заданный как 1 или 0. Веса касания обновляются, когда этим значением является 1.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите параметр Adaptive algorithm на CMA и параметр Source of adapt weights flag к Input port.

Типы данных: Boolean

`Сброс` Сбросьте флаг эквалайзера
1 | 0

Сбросьте флаг эквалайзера, заданный как 1 или 0. Если Reset установлен в 1, блок сбрасывает веса касания прежде, чем обработать входящий сигнал. Блок выполняет начальную подготовку, пока все символы во входном порту Desired не обрабатываются.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, выберите параметр Enable reset input.

Типы данных: Boolean

Вывод

развернуть все

`Out` — Компенсируемые символы
вектор-столбец

Компенсируемые символы, возвращенные как вектор-столбец, который имеет ту же длину как входной сигнал in.

Этот порт без имени, пока вы не выбираете параметр Output taps weights или Output error signal.

`Err` — Сигнал ошибки
вектор-столбец

Сигнал ошибки, возвращенный как вектор-столбец, который имеет ту же длину как входной сигнал in.

`w` Коснитесь весов
вектор-столбец

Коснитесь весов, возвращенных как вектор _Taps-1 N, где _{Касания} N являются значением параметра Number of Taps. w содержит веса касания от последнего обновления веса касания.

Параметры

развернуть все

Параметры структуры

`Number of taps` — Количество касаний эквалайзера
`5` (значение по умолчанию) | положительное целое число

Количество касаний эквалайзера, заданных как положительное целое число.

`Signal constellation` — Сигнальное созвездие
`pskmod(0:3,4,pi/4)` (значение по умолчанию) | вектор

Сигнальное созвездие, заданное как вектор. Значение по умолчанию является сгенерированным использованием совокупности QPSK этого кода: pskmod(0:3,4,pi/4).

Настраиваемый: да

`Number of input samples per symbol` — Количество входных выборок на символ
`1` (значение по умолчанию) | положительное целое число

Количество входных выборок на символ, заданный как положительное целое число. Установка этого параметра на любой номер, больше, чем 1 эффективно, создает незначительно расположенный с интервалами эквалайзер. Для получения дополнительной информации смотрите, что Касание Символа Располагает с интервалами.

Параметры алгоритма

`Adaptive algorithm` — Адаптивный алгоритм
`LMS` (значение по умолчанию) | `RLS` | `CMA`

Адаптивный алгоритм используется для коррекции, заданной как одно из этих значений:

LMS — Обновите веса касания эквалайзера с помощью Алгоритма Наименьшее количество среднего квадратичного (LMS).
RLS — Обновите веса касания эквалайзера с помощью Алгоритма Рекурсивного наименьшего квадрата (RLS).
CMA — Обновите веса касания эквалайзера с помощью Постоянного алгоритма модуля (CMA).

`Неродной размер` Неродной размер
`0.01` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Размер шага используется адаптивным алгоритмом, заданным как положительная скалярная величина. Увеличение размера шага уменьшает время сходимости эквалайзера, но заставляет эквалайзер выходные оценки быть менее стабильным.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Adaptive algorithm на LMS или CMA.

`Forgetting factor` — Упущение фактора
`0.99` (значение по умолчанию) | скаляр в области значений (0, 1]

Упущение фактора, используемого адаптивным алгоритмом, заданным как скаляр в области значений (0, 1]. Уменьшение фактора упущения уменьшает время сходимости эквалайзера, но заставляет эквалайзер выходные оценки быть менее стабильным.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Adaptive algorithm на RLS.

`Initial inverse correlation matrix` — Начальная матрица обратной корреляции
`0.1` (значение по умолчанию) | скаляр | матрица

Начальная матрица обратной корреляции, заданная как скаляр или N _{Taps-by-NTaps} матрица. _{Касания} N равны значению параметров Number of Taps. Если вы задаете это значение как скаляр, a, эквалайзер устанавливает начальную матрицу обратной корреляции на времена a единичная матрица: a (eye (_{Касания} N)).

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Adaptive algorithm на RLS.

Управляйте параметрами

`Reference tap` — Ссылочное касание
`3` (значение по умолчанию) | положительное целое число

Ссылочное касание, заданное как положительное целое число, меньше чем или равное значению параметров Number of Taps. Эквалайзер использует ссылочное местоположение касания, чтобы отследить основную энергию канала.

`Input signal delay (samples)` — Задержка входного сигнала
`0` (значение по умолчанию) | неотрицательное целое число

Задержка входного сигнала выборок относительно времени сброса эквалайзера, заданного как неотрицательное целое число. Если входной сигнал является вектором длины, больше, чем 1, то входная задержка относительно запуска входного вектора. Если входной сигнал является скаляром, то входная задержка относительно первого вызова блока и к первому вызову блока после переключателей входного порта Reset к 1.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Adaptive algorithm на LMS или RLS.

`Source of adapt weights flag` — Источник адаптирует запрос весов касания
`Property` (значение по умолчанию) | `Input port`

Источник адаптировать запроса весов касания, заданного как одно из этих значений:

Свойство Задайте это значение, чтобы использовать параметр Adaptive algorithm, чтобы управлять, когда блок адаптирует веса касания.
Input port — Задайте это значение, чтобы использовать входной порт Update, чтобы управлять, когда блок адаптирует веса касания.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Adaptive algorithm на CMA.

`Adapt tap weights` — Адаптируйте веса касания
`on` (значение по умолчанию) | `off`

Выберите этот параметр, чтобы адаптивно обновить веса касания эквалайзера. Если этот параметр очищен, блок сохраняет веса касания эквалайзера неизменными.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Adaptive algorithm на CMA и Source of adapt weights flag к Property.

`Initial tap weights source` — Источник для начальных весов касания
`Auto` (значение по умолчанию) | `Property`

Источник для начальных весов касания, заданных как одно из этих значений:

'auto' Инициализируйте веса касания к специфичным для алгоритма значениям по умолчанию, как описано в параметре Initial weights.
Свойство Инициализируйте веса касания с помощью значения параметров Initial weights.

`Initial weights` — Начальные веса касания
`0` или `[0;0;1;0;0]` (значение по умолчанию) | скаляр | вектор-столбец

Начальные веса касания используются адаптивным алгоритмом, заданным как скаляр или вектор _Taps-1 N. _{Касания} N равны значению параметров Number of Taps. Значением по умолчанию является 0, когда параметр Adaptive algorithm устанавливается на LMS или RLS. Значением по умолчанию является [0;0;1;0;0], когда параметр Adaptive algorithm устанавливается на CMA.

Если вы задаете Initial weights как вектор, длина вектора должна быть равна значению параметров Number of Taps. Если вы задаете Initial weights как скаляр, эквалайзер использует скалярное расширение, чтобы создать вектор длины Number of Taps со всем набором значений к Initial weights.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Initial tap weights source на Property.

`Tap weight update period (symbols)` — Коснитесь периода обновления веса
`1` (значение по умолчанию) | положительное целое число

Коснитесь периода обновления веса в символах, заданных как положительное целое число. Эквалайзер обновляет веса касания после обработки этого количества символов.

`Enable training control input` — Включите учебный вход управления
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Выберите этот параметр, чтобы включить входному порту Train. Если этот параметр очищен, блок не повторно входит в учебный режим после начального обучения касания.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Adaptive algorithm на LMS или RLS.

`Update tap weights when not training` — Обновите веса касания если не обучение
`on` (значение по умолчанию) | `off`

Выберите этот параметр, чтобы использовать направленный режим решения, чтобы обновить веса касания эквалайзера. Если этот параметр очищен, блок сохраняет веса касания эквалайзера неизменными после обучения.

Настраиваемый: да

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Adaptive algorithm на LMS или RLS.

`Enable reset input` — Включите вход сброса
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Настраиваемый: да

Диагностические параметры

`Output error signal` — Включите сигналу ошибки вывод
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Выберите этот параметр, чтобы включить выходному порту Err, содержащий сигнал ошибки эквалайзера.

Настраиваемый: да

`Output taps weights` — Включите весам касания вывод
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Выберите этот параметр, чтобы включить выходному порту w, содержащий веса касания от последнего обновления веса касания.

Настраиваемый: да

`Simulate using` — Задайте тип симуляции, чтобы запуститься
`Code generation` (значение по умолчанию) | `Interpreted execution`

Модель Code generation - Simulate с помощью сгенерированного кода C. В первый раз, когда вы запускаете симуляцию, Simulink^® генерирует код С для блока. Код С снова используется для последующих симуляций, пока модель не изменяется. Эта опция требует дополнительного времени запуска, но скорость последующих симуляций быстрее, чем Interpreted execution.
Модель Interpreted execution - Simulate с помощью интерпретатора MATLAB^®. Эта опция сокращает скорость времени запуска, но скорость последующих симуляций медленнее, чем Code generation. В этом режиме можно отладить исходный код блока.

Образцовые примеры

Linearly Equalize QPSK-Modulated Signal in Simulink

Линейно компенсируйте модулируемый QPSK сигнал в Simulink

Примените линейную коррекцию с помощью алгоритма наименьшее количество средних квадратичных (LMS), чтобы восстановиться, символы QPSK прошли через канал AWGN.

Открытая модель

Adaptive Equalization with Filtering and Fading Channel

Адаптивная коррекция с фильтрацией и исчезающим каналом

Поведение выбранного адаптивного эквалайзера в линии связи с исчезающим каналом. Передатчик и получатель имеют повышенный косинус корня фильтрация импульсной формы. Блок подсистемы позволяет вам выбирать между линейным или эквалайзерами обратной связи решения с помощью наименьшее количество среднего квадратичного (LMS) или рекурсивного наименьшего квадрата (RLS) адаптивный алгоритм.

Открытая модель

Характеристики блока

Типы данных	`double` \| `single`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`yes`

Больше о

развернуть все

Интервал касания символа

Можно сконфигурировать эквалайзер, чтобы действовать в качестве расположенного с интервалами символом эквалайзера или в качестве дробного расположенного с интервалами символом эквалайзера.

Чтобы управлять эквалайзером на расположенном с интервалами символом уровне, задайте количество выборок на символ как 1. Эквалайзеры уровня символа имеют касания, расположенные с интервалами в длительности символа. Эквалайзеры уровня символа чувствительны к синхронизации фазы.
Чтобы управлять эквалайзером на дробном расположенном с интервалами символом уровне, задайте количество входных выборок на символ как целое число, больше, чем 1, и обеспечьте входной сигнал, сверхдискретизированный на том уровне выборки. Дробные расположенные с интервалами символом эквалайзеры имеют касания, расположенные с интервалами в целочисленной части длительности вводимого символа. Дробные расположенные с интервалами символом эквалайзеры не чувствительны к синхронизации фазы.

Алгоритмы

развернуть все

Линейные эквалайзеры

Линейные эквалайзеры могут удалить интерференцию межсимвола (ISI), когда частотная характеристика канала не имеет никакого пустого указателя. Если пустой указатель существует в частотной характеристике канала, линейные эквалайзеры имеют тенденцию улучшать шум. В этом случае используйте эквалайзеры обратной связи решения, чтобы не улучшать шум.

Линейный эквалайзер состоит из коснувшейся строки задержки, которая хранит выборки от входного сигнала. Однажды на период символа, эквалайзер выводит взвешенную сумму значений в строке задержки и обновляет веса, чтобы подготовиться к следующему периоду символа.

Линейные эквалайзеры могут быть расположены с интервалами символом или дробные расположенный с интервалами символом.

Для расположенного с интервалами символом эквалайзера количество выборок на символ, K, равняется 1. Выходная частота дискретизации равняется входной частоте дискретизации.
Для дробного расположенного с интервалами символом эквалайзера количество выборок на символ, K, является целым числом, больше, чем 1. Как правило, K 4 для незначительно расположенных с интервалами эквалайзеров. Выходная частота дискретизации является 1/T, и входной частотой дискретизации является K/T, где T является периодом символа. Обновление веса касания происходит при норме выработки.

Это схематические показы линейный эквалайзер с весами L, периодом символа T и выборками K на символ. Если K равняется 1, результатом является расположенный с интервалами символом линейный эквалайзер вместо дробного расположенного с интервалами символом линейного эквалайзера.

В каждый период символа эквалайзер получает выборки входа K в коснувшейся строке задержки. Эквалайзер затем выводит взвешенную сумму значений в коснувшейся строке задержки и обновляет веса, чтобы подготовиться к следующему периоду символа.

Для получения дополнительной информации смотрите Коррекцию.

Алгоритм Наименьшее количество среднего квадратичного (LMS)

Для LMS-алгоритма, относясь к предыдущему схематическому, w является вектором всех весов _wi, и u является вектором всех входных параметров _ui. На основе текущего набора весов LMS-алгоритм создает новый набор весов как

w_{, новый} = w_{, текущий} + (StepSize) u *e.

Размер шага, используемый адаптивным алгоритмом, задан как положительная скалярная величина. Увеличение размера шага уменьшает время сходимости эквалайзера, но заставляет компенсируемый выходной сигнал быть менее стабильным. Чтобы определить максимальный размер шага, позволенный при использовании адаптивного алгоритма LMS, используйте функцию объекта maxstep. Оператор * обозначает сопряженное комплексное число и ошибочное вычисление e = d - y.

Алгоритм Рекурсивного наименьшего квадрата (RLS)

Для алгоритма RLS, относясь к предыдущему схематическому, w является вектором всех весов _wi, и u является вектором всех входных параметров _ui. На основе текущего набора входных параметров, u, и матрицы обратной корреляции, P, алгоритм RLS сначала вычисляет вектор усиления Кальмана, K, как

$K = \frac{P u}{(F o r g e t t i n g F a c t o r) + u^{H} P u} .$

Фактор упущения, используемый адаптивным алгоритмом, задан как скаляр в области значений (0, 1]. Уменьшение фактора упущения уменьшает время сходимости эквалайзера, но заставляет компенсируемый выходной сигнал быть менее стабильным. H обозначает, что Эрмитовы транспонируют. На основе текущей матрицы обратной корреляции новая матрица обратной корреляции

$P_{новый} = \frac{P_{текущий} (1 - K u^{H})}{F o r g e t t i n g F a c t o r} .$

На основе текущего набора весов алгоритм RLS создает новый набор весов как

w_{, новый} = w _current+K*e.

Оператор * обозначает сопряженное комплексное число и ошибочное вычисление e = d - y.

Постоянный алгоритм модуля (CMA)

Для CMA адаптивный алгоритм, относясь к предыдущему схематическому, w является вектором всех весов _wi, и u является вектором всех входных параметров _ui. На основе текущего набора весов CMA адаптивный алгоритм создает новый набор весов как

w_{, новый} = w_{, текущий} + (StepSize) u *e.

Размер шага, используемый адаптивным алгоритмом, задан как положительная скалярная величина. Увеличение размера шага уменьшает время сходимости эквалайзера, но заставляет компенсируемый выходной сигнал быть менее стабильным. Чтобы определить максимальный размер шага, позволенный CMA адаптивный алгоритм, используйте функцию объекта maxstep. Оператор * обозначает сопряженное комплексное число и ошибочное вычисление e = y (R - |y|2), где R является константой, связанной с сигнальным созвездием.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

Блоки

Эквалайзер обратной связи решения | Эквалайзер MLSE

Документация

Линейный эквалайзер

Описание

Порты

Входной параметр

\in Входной сигнал вектор-столбец

Desired — Учебные символы вектор-столбец

Зависимости

Train — Обучите флаг эквалайзера1 | 0

Зависимости

Update — Обновите флаг весов касания1 | 0

Зависимости

Сброс Сбросьте флаг эквалайзера1 | 0

Зависимости

Вывод

Out — Компенсируемые символы вектор-столбец

Err — Сигнал ошибки вектор-столбец

w Коснитесь весов вектор-столбец

Параметры

Параметры структуры

Number of taps — Количество касаний эквалайзера 5 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Signal constellation — Сигнальное созвездие pskmod(0:3,4,pi/4) (значение по умолчанию) | вектор

Number of input samples per symbol — Количество входных выборок на символ 1 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Параметры алгоритма

Adaptive algorithm — Адаптивный алгоритм LMS (значение по умолчанию) | RLS | CMA

Неродной размер Неродной размер 0.01 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Forgetting factor — Упущение фактора 0.99 (значение по умолчанию) | скаляр в области значений (0, 1]

Зависимости

Initial inverse correlation matrix — Начальная матрица обратной корреляции 0.1 (значение по умолчанию) | скаляр | матрица

Зависимости

Управляйте параметрами

Reference tap — Ссылочное касание 3 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Input signal delay (samples) — Задержка входного сигнала 0 (значение по умолчанию) | неотрицательное целое число

Зависимости

Source of adapt weights flag — Источник адаптирует запрос весов касания Property (значение по умолчанию) | Input port

Зависимости

Adapt tap weights — Адаптируйте веса касания on (значение по умолчанию) | off

Зависимости

Initial tap weights source — Источник для начальных весов касания Auto (значение по умолчанию) | Property

Initial weights — Начальные веса касания 0 или [0;0;1;0;0] (значение по умолчанию) | скаляр | вектор-столбец

Зависимости

Tap weight update period (symbols) — Коснитесь периода обновления веса 1 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Enable training control input — Включите учебный вход управления off (значение по умолчанию) | on

Зависимости

Update tap weights when not training — Обновите веса касания если не обучение on (значение по умолчанию) | off

Зависимости

Enable reset input — Включите вход сброса off (значение по умолчанию) | on

Диагностические параметры

Output error signal — Включите сигналу ошибки вывод off (значение по умолчанию) | on

Output taps weights — Включите весам касания вывод off (значение по умолчанию) | on

Simulate using — Задайте тип симуляции, чтобы запуститься Code generation (значение по умолчанию) | Interpreted execution

Образцовые примеры

Линейно компенсируйте модулируемый QPSK сигнал в Simulink

Адаптивная коррекция с фильтрацией и исчезающим каналом

Характеристики блока

Больше о

Интервал касания символа

Алгоритмы

Линейные эквалайзеры

Алгоритм Наименьшее количество среднего квадратичного (LMS)

Алгоритм Рекурсивного наименьшего квадрата (RLS)

Постоянный алгоритм модуля (CMA)

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

Блоки

Системные объекты

Темы

Введенный в R2019a

Документация Communications Toolbox

Поддержка

`\in` Входной сигнал
вектор-столбец

`Desired` — Учебные символы
вектор-столбец

`Train` — Обучите флаг эквалайзера
1 | 0

`Update` — Обновите флаг весов касания
1 | 0

`Сброс` Сбросьте флаг эквалайзера
1 | 0

`Out` — Компенсируемые символы
вектор-столбец

`Err` — Сигнал ошибки
вектор-столбец

`w` Коснитесь весов
вектор-столбец

`Number of taps` — Количество касаний эквалайзера
`5` (значение по умолчанию) | положительное целое число

`Signal constellation` — Сигнальное созвездие
`pskmod(0:3,4,pi/4)` (значение по умолчанию) | вектор

`Number of input samples per symbol` — Количество входных выборок на символ
`1` (значение по умолчанию) | положительное целое число

`Adaptive algorithm` — Адаптивный алгоритм
`LMS` (значение по умолчанию) | `RLS` | `CMA`

`Неродной размер` Неродной размер
`0.01` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Forgetting factor` — Упущение фактора
`0.99` (значение по умолчанию) | скаляр в области значений (0, 1]

`Initial inverse correlation matrix` — Начальная матрица обратной корреляции
`0.1` (значение по умолчанию) | скаляр | матрица

`Reference tap` — Ссылочное касание
`3` (значение по умолчанию) | положительное целое число

`Input signal delay (samples)` — Задержка входного сигнала
`0` (значение по умолчанию) | неотрицательное целое число

`Source of adapt weights flag` — Источник адаптирует запрос весов касания
`Property` (значение по умолчанию) | `Input port`

`Adapt tap weights` — Адаптируйте веса касания
`on` (значение по умолчанию) | `off`

`Initial tap weights source` — Источник для начальных весов касания
`Auto` (значение по умолчанию) | `Property`

`Initial weights` — Начальные веса касания
`0` или `[0;0;1;0;0]` (значение по умолчанию) | скаляр | вектор-столбец

`Tap weight update period (symbols)` — Коснитесь периода обновления веса
`1` (значение по умолчанию) | положительное целое число

`Enable training control input` — Включите учебный вход управления
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`Update tap weights when not training` — Обновите веса касания если не обучение
`on` (значение по умолчанию) | `off`

`Enable reset input` — Включите вход сброса
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`Output error signal` — Включите сигналу ошибки вывод
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`Output taps weights` — Включите весам касания вывод
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`Simulate using` — Задайте тип симуляции, чтобы запуститься
`Code generation` (значение по умолчанию) | `Interpreted execution`

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.