Адаптивная эквализация с фильтрацией и затуханием канала
Эта модель показывает поведение выбранного адаптивного эквалайзера в ссылке связи, который имеет канал с замираниями. Передатчик и приемник имеют корневую повышенную косинусоидальную импульсную фильтрацию. Блок подсистемы позволяет вам выбрать между линейными или решающими эквалайзерами с обратной связью, которые используют адаптивный алгоритм наименьшего среднего квадрата (LMS) или рекурсивного наименьшего квадрата (RLS).
Структура модели
Передатчик генерирует 16QAM данные случайных сигналов, которые включают в себя обучающую последовательность и применяет корневую приподнятой косинусоидальной импульсной фильтрации.
Нарушения канала включают многолучевое замирание, Допплеровский сдвиг, смещение несущей частоты, переменную целочисленную задержку, потери при распространении в свободном пространстве и AWGN.
Приемник применяет корневую приподнятую косинусоидальную импульсную фильтрацию, настраивает коэффициент усиления, включает управление режимом эквалайзера, чтобы включить обучение и позволяет вам выбрать алгоритм эквалайзера из этих вариантов.
Возможности помогают вам понять, как ведут себя различные эквалайзеры и адаптивные алгоритмы.
Исследуйте модель примера
Эксперименты с моделью
Эта модель предоставляет несколько способов для вас, чтобы изменить настройки и наблюдать результаты. The InitFcn найдено в File>Model Properties>Callbacks вызывает cm_ex_adaptive_eq_with_fading_init для инициализации модели. Этот файл позволяет вам варьировать настройки в модели, включая:
Системные параметры, такие как ОСШ.
Параметры фильтра формирования импульсов, такие как сгиб и длина фильтра
Значение потерь пути.
Условия канала: Релей или Райс с замираниями, увеличение пути канала, задержки пути канала и Допплеровский сдвиг.
Выбор и строение эквалайзера.
Модельные факторы
Эта нестандартная ссылка связи является репрезентативной для современной коммуникационной системы.
Оптимальное строение эквалайзера зависит от условий канала. Файл инициализации устанавливает параметры Doppler shift и многолучевой канал с замираниями, которые подчеркивают возможности различных эквалайзеров.
Структура эквалайзера с обратной связью принятия решения работает лучше, чем структура линейного эквалайзера для более высокой межсимвольной интерференции.
Алгоритм RLS работает лучше, чем LMS-алгоритм для более высоких доплеровских частот.
LMS-алгоритм выполняется быстро, сходится медленно, и его сложность увеличивается линейно с количеством весов.
Алгоритм RLS сходится быстро, его сложность увеличивается приблизительно как квадрат числа весов. Он может быть нестабильным, когда количество весов большое.
Каналы, выполняемые для различных эквалайзеров, имеют следующие характеристики.
Начальные настройки для других ослаблений канала одинаковы для всех эквалайзеров. Значение смещения несущей частоты устанавливается равным 50 Гц. Потери при распространении в свободном пространстве устанавливаются на 60 дБ. Переменная целочисленная задержка устанавливается в 2 выборки, что требует, чтобы эквалайзеры выполнили некоторое восстановление синхронизации.
Глубокие затухания канала и потери пути могут привести к тому, что уровень входного сигнала эквалайзера будет намного меньше необходимого уровня выходного сигнала и привести к недопустимо длительному времени сходимости эквалайзера. The AGC блок регулирует величину принимаемого сигнала, чтобы уменьшить время сходимости эквалайзера. Необходимо настроить оптимальный уровень выходной степени усиления на основе выбранной схемы модуляции. Для 16QAM используется желаемая выходная степень 10 Вт.
Обучение эквалайзера выполняется в начале симуляции.
Выполнение симуляции
Выполнение симуляции вычисляет статистику ошибок символов и создает следующие рисунки:
Сигнальное созвездие после приёмного фильтра.
Сигнальное созвездие после регулировки усиления.
Показана сигнальная сигнальная сигнализация после эквализации с измерениями качества сигнала.
График ошибки эквалайзера.
Для графиков, показанных здесь, выбран алгоритм эквалайзера RLS Linear. Отслеживая эти рисунки, можно увидеть, что качество принимаемого сигнала колеблется по мере развития времени симуляции.
На графиках созвездий After Rx и After AGC показан сигнал перед эквализацией. После AGC показывает влияние условий канала на переданный сигнал. График After Eq показывает сигнал после эквализации. Сигнал, нанесенный на диаграмму созвездия после эквализации, показывает изменение качества сигнала, основанное на эффективности процесса эквализации. На протяжении всей симуляции сигнальные созвездия, построенные до эквализации, заметно отклоняются от 16QAM сигнального созвездия. Созвездие After Eq улучшается или ухудшается, когда изменяется сигнал ошибки эквалайзера. The Eq error нанесенный на график ошибки Eq, указывает на плохую эквализацию в начале симуляции. Ошибка сначала ухудшается, затем улучшается, когда эквалайзер сходится.
Дальнейшие исследования
Дважды кликните Equalizer Selector блокируйте и выберите другой эквалайзер. Запустите симуляцию, чтобы увидеть эффективность различных опций эквалайзера. Можно использовать регистратор сигналов, чтобы сравнить результаты этого эксперимента. На блоке щелкните правой кнопкой мыши по сигнальным проводам и выберите Log Selected Signals. Если вы активировали логгирование сигналов, после концов запуска симуляции откройте Данные Моделирования Inspector, чтобы просмотреть записанные сигналы.
В командной строке MATLAB™ введите edit cm_ex_adaptive_eq_with_fading_init.m чтобы открыть файл инициализации, измените параметр и перезапустите симуляцию. Для примера отрегулируйте характеристики канала (params.maxDoppler|, params.pathDelays, и params.pathGains). Адаптивный алгоритм RLS работает лучше, чем адаптивный алгоритм LMS, поскольку максимальный Доплер увеличивается.