Моделювання цифрового коректору міжсимвольних спотворень сигналів у каналі передачі інформації

DOI: 10.31673/2412-4338.2020.039901

Анотація

Запропоновано методику моделювання цифрового коректора міжсимвольних спотворень сигналів в каналі передачі інформації, визначення оптимальних значень вагових коефіцієнтів коректора при проходженні послідовності випадкових двійкових сигналів, перевірку ефективності роботи шляхом визначення числа помилок демодуляції при спотворенні сигналу шумами. Показано модель адаптації демодулятора, яка зводиться до обчислення зваженої суми 4 відліків вхідного сигналу і порівняння отриманої суми з порогом. Визначено основні операції по адаптації вагових коефіцієнтів коректора сигналів, перекручених міжсимвольної інтерференцією при різних видах передавальної функції каналу передачі дискретних сигналів. Запропоновано алгоритм програми для обчислення числа помилок демодуляції при спотворенні сигналу шумами міжсимвольної інтерференції. Обчислення критерію оптимізації коректора виконано методом покоординатного спуску з можливістю візуалізації ітераційної процедури обчислення критерію оптимізації коректора при обраних значеннях коефіцієнтів корекції і точності обчислень. Формування вхідного і вихідного сигналу здійснюється за допомогою вбудованої функції зворотного швидкого перетворення Фур'є математичного пакета MathCAD. Математична модель цифрового коректора, що представляє собою, різновид КІХ-фільтра, дозволяє досліджувати ефективність компенсації між символьного спотворення і стаціонарні лінійні спотворення інформаційних сигналів, які надаються в дискретних каналах передачі інформаційного повідомлення. Вихідними даними до розрахунку цифрового коректора є відліки імпульсної характеристики, взяті на часових інтервалах відповідно умовам теореми Котельникова. Для вирішення системи лінійних алгебраїчних рівнянь при знаходженні коефіцієнтів цифрового коректора використовуються векторно - матричний спосіб обчислення і оператори програмування системи MathCAD.

Ключові слова: цифрова обробка сигналу, цифровий коректор, міжсимвольна інтерференція сигналів, адаптація демодулятора, передавальна функція каналу передачі інформації, математичне моделювання, математичний пакет MathCAD.

Список використаної літератури
1. Стеклов В.К. Теория электрической связи / Стеклов В.К., Беркман Л.Н.; Под ред. В.К. Стеклова – Київ: Техніка, 2006. – 552 с.:іл.
2. Миленький А.В. Классификация сигналов в условиях неопределенности//-М: Советское радио, 1975. -328 с.
3.Скляр Бернард. Цифровая связь. Теоретичесчкие основы и практическое применение. 2-е изд.: Пер. с англ.- М: “Вильямс”, 2003.-1104 с.
4. Засов В.А. Алгоритмы и вычислительные устройства разделения и восстановления сигналов в многомерных динамических системах//-Сам: СамГУПС, 2012. – 233 с. 5. Очков В.Ф. MathCAD 14 для студентов, инженеров и конструкторов// СПб.: БХВ-Петербург, 2007. - 368 с.
6. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов//– СПб:"Питер", 2003. – 604 с.
7. Аверина, Л. И. Повышение линейности передающего тракта методом цифровых предыскажений / Л. И. Аверина, А. М. Бобрешов, В. Д. Шутов // Нелинейный мир. — 2013. — Т. 11, № 10. — С. 720–727.
8. Бородянский И.М., Турулин И.И. Применение рекурсивных КИХ-фильтров для подавления помех при автоматическом контроле сопротивления изоляции/Известия ЮФУ. Технические науки.№10,2016.С.9-108.
9. Ярцев В.П. Пристрій для усунення міжсимвольної інтерференції сигналів у волоконо - оптичних лініях зв’язку./ Гололобов Д. О., Котомчак О.Ю., Ярцев В.П// Телекомунікаційні та інформаційні технології. №2, 2019. С.14-21.
10. Mkadem, F. Physically Inspired Neural Network Model for RF Power Amplifier Behavioral Modeling and Digital Predistortion / F. Mkadem, S. Boumaiza // IEEE Trans. Microwave Theory and Tech. — 2011. — V. 59, № 4. — Pp. 913–923.
11. A Robust Digital Baseband Predistorter Constructed Using Memory Polynomials / L. Ding, G. T. Zhou, D. R. Morgan et. al. // IEEE Trans. on Comm. — 2004. V. 52, № 1. — P. 159–165.