Эта модель показывает поведение выбранного адаптивного эквалайзера в линии связи, имеющей канал замирания. Передатчик и приемник имеют корневую фильтрацию в форме приподнятого косинусного импульса. Блок подсистемы позволяет выбирать между линейными или решающими эквалайзерами обратной связи, использующими адаптивный алгоритм наименьшего квадрата (LMS) или рекурсивного наименьшего квадрата (RLS).
Передатчик генерирует данные 16QAM случайных сигналах, которые включают в себя обучающую последовательность и применяет фильтрацию в форме корневого приподнятого косинусного импульса.
Ухудшение канала включает в себя замирание многолучевого распространения, доплеровский сдвиг, смещение несущей частоты, переменную целочисленную задержку, потерю пути свободного пространства и AWGN.
Приемник применяет фильтрацию в форме корневого приподнятого косинусного импульса, регулирует коэффициент усиления, включает управление режимом эквалайзера для разрешения тренировки и позволяет выбрать алгоритм эквалайзера из этих вариантов.
Области действия помогают понять, как ведут себя различные эквалайзеры и адаптивные алгоритмы.
Эта модель предоставляет несколько способов изменения настроек и наблюдения за результатами. InitFcn найдено в File>Model Properties>Callbacks требования cm_ex_adaptive_eq_with_fading_init для инициализации модели. Этот файл позволяет изменять настройки модели, в том числе:
Системные параметры, такие как SNR.
Параметры фильтра формирования импульсов, такие как откат и длина фильтра
Значение потери пути.
Условия канала: релеевское или рисийское замирание, усиление канала, задержки канала и доплеровский сдвиг.
Выбор и конфигурация эквалайзера.
Этот нестандартный канал связи является репрезентативным для современной системы связи.
Оптимальная конфигурация эквалайзера зависит от условий канала. Файл инициализации устанавливает параметры канала доплеровского сдвига и многолучевого замирания, которые выделяют возможности различных эквалайзеров.
Структура эквалайзера с обратной связью принятия решения работает лучше, чем структура линейного эквалайзера для более высоких межсимвольных помех.
Алгоритм RLS работает лучше, чем алгоритм LMS для более высоких доплеровских частот.
Алгоритм LMS выполняется быстро, сходится медленно, и его сложность линейно растет с числом весов.
Алгоритм RLS быстро сходится, его сложность растет примерно как квадрат числа весов. Она может быть нестабильной, когда количество весов велико.
Каналы, используемые для различных эквалайзеров, имеют следующие характеристики.
Начальные настройки для других нарушений канала одинаковы для всех эквалайзеров. Значение смещения несущей частоты устанавливают равным 50 Гц. Потеря пути свободного пространства установлена в 60 дБ. Переменная целочисленная задержка устанавливается равной 2 выборкам, что требует от эквалайзеров выполнения некоторого восстановления синхронизации.
Глубокие затухания каналов и потери в тракте могут привести к тому, что уровень входного сигнала эквалайзера будет намного меньше желаемого уровня выходного сигнала, что приведет к неприемлемо длинному времени сходимости эквалайзера. AGC блок регулирует величину принятого сигнала для уменьшения времени сходимости эквалайзера. Необходимо настроить оптимальный уровень выходной мощности усиления на основе выбранной схемы модуляции. Для 16QAM используется требуемая выходная мощность 10 Вт.
Обучение эквалайзера производится в начале моделирования.
При выполнении моделирования вычисляется статистика ошибок символов и получаются следующие цифры:
Диаграмма созвездия сигнала после фильтра приема.
Диаграмма созвездия сигнала после регулировки коэффициента усиления.
Диаграмма созвездия сигнала после выравнивания с показанными измерениями качества сигнала.
График ошибок эквалайзера.
Для графиков, показанных здесь, выбран алгоритм эквалайзера RLS Linear. Отслеживая эти цифры, можно увидеть, что качество принимаемого сигнала колеблется по мере выполнения моделирования.
Графики After Rx Filter и After AGC constellation показывают сигнал перед выравниванием. После АРУ показывает влияние условий канала на передаваемый сигнал. График After Eq показывает сигнал после выравнивания. Сигнал, нанесенный на график созвездия после выравнивания, показывает изменение качества сигнала на основе эффективности процесса выравнивания. На протяжении всего моделирования сигнальные совокупности, построенные перед выравниванием, заметно отклоняются от 16QAM сигнальной совокупности. Созвездие After Eq улучшается или ухудшается по мере изменения сигнала ошибки эквалайзера. Eq error отображается на графике Eq Error, указывает на плохое выравнивание в начале моделирования. Ошибка сначала ухудшается, а затем улучшается, когда выравниватель сходится.
Дальнейшие исследования
Дважды щелкните значок Equalizer Selector и выберите другой эквалайзер. Выполните моделирование для просмотра производительности различных опций эквалайзера. Для сравнения результатов этого эксперимента можно использовать регистратор сигналов. На блок-схеме щелкните правой кнопкой мыши сигнальные провода и выберите Log Selected Signals. Если регистрация сигналов включена, после завершения моделирования откройте инспектор данных моделирования для просмотра зарегистрированных сигналов.
В командной строке MATLAB™ введите edit cm_ex_adaptive_eq_with_fading_init.m чтобы открыть файл инициализации, измените параметр и снова запустите моделирование. Например, настройте характеристики канала (params.maxДоплер | ,params.pathDelays, и params.pathGains). Адаптивный алгоритм RLS работает лучше, чем адаптивный алгоритм LMS, по мере увеличения максимального доплеровского значения.