Главная > Адаптивная обработка сигналов
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

Моделирование для широкополосных сигналов

На рис. 13.23 приведены схемы антенной решетки и устройства обработки сигналов, которые использовались при проведении экспериментов для широкополосных сигналов методом моделирования на ЭВМ.

Рис. 13.23. Схема эксперимента с широкополосными сигналами: а — расположение элементов; б — обработка сигнала каждого элемента

Рис. 13.24. Энергетические спектры широкополосных сигналов: а — пилот-сигнал при ; б — помеха при

Процесс адаптации весовых коэффициентов проводится по алгоритму с одним режимом. Каждый ненаправленный элемент - элементной круговой решетки соединен с адаптивным трансверсальным фильтром с пятью весовыми коэффициентами. Пилот-сигнал является широкополосным, а произвольно заданное направление приема взято под углом . На рис. 13.24,а показан энергетический спектр пилот-сигнала с центральной частотой и шириной, приблизительно равной одной октаве. Элементарная задержка адаптивного фильтра временным шагам, что соответствует задержке на четверть периода частоты , а полная задержка фильтра составляет период этой частоты.

Смоделированная на ЭВМ помеха состоит из двух широкополосных направленных помех подаваемых на решетку под углом Мощность каждого источника помех равна 0,5. Помеха с 50° имеет такой же спектр частот, как и пилот-сигнал (но при меньшей мощности), а помеха с —70° имеет более узкий спектр и немного более высокую центральную частоту. Сигналы помех не коррелированы с пилот-сигналом. Энергетические спектры помех приведены на рис. 13.24,б. Кроме этого, каждый из сигналов элемента антенны содержит некоррелированный белый шум с мощностью 0,0625.

Для определения влияния скорости адаптации эксперимент проведен при двух различных значениях в (6.3). На рис. 13.25 приведены обучающие кривые для этих значений

Рис. 13.25. Обучающие кривые для экспериментов с широкополосными сигналами при быстрой (М=13%) (а) и медленной (М=1,3%) (б) адаптации

Здесь по оси абсцисс, как и выше, отложено число периодов центральной частоты решетки при скорости адаптации, равной 20 отсчетам за период. Отметим, что кривая, соответствующая более быстрой адаптации, имеет большую составляющую шума.

Поскольку в данном случае известны статистические свойства пилот-сигнала и направленных помех (смоделированных на ЭВМ) и, следовательно, известна матрица R, можно провести сравнение измеренных и теоретических относительных средних значений СКО.

Ниже приведены результаты сравнения для обоих значений (теоретические значения рассчитаны по (6.36)):

Как видно, теоретические значения достаточно хорошо совпадают с измеренными.

Зная статистические характеристики сигналов, можно вычислить оптимальный вектор весовых коэффициентов На рис. 13.26, а приведена ДН антенны для этого оптимального вектора весовых коэффициентов, которая представляет собой зависимость относительной чувствительности решетки от угла прихода 0 для широкополосного принимаемого сигнала, имеющего такой же энергетический спектр, как и пилот-сигнал. Такая диаграмма имеет мало боковых лепестков и обычно не очень глубокие провалы. Для сравнения с оптимальной диаграммой на рис. 13.26, б приведена ДН, полученная после адаптации в течение 625 периодов частоты при

Рис. 13.26. Диаграммы направленности широкополосной системы: а — оптимальная; б — после 625 периодов частоты при

Отметим, что эти диаграммы почти не отличаются друг от друга.

Обучающие кривые на рис. 13.25 представляют собой суммы затухающих экспонент с различными постоянными времени. Для кривой на рис. 13.25, б с относительное среднее значение СКО равно 1,3%, что является малой, но практически реализуемой величиной. Как следует из рис. 13.25, б, при такой скорости адаптации переходные процессы, по существу, заканчиваются примерно после 50 периодов частоты Например, при МГц процесс адаптации завершается (при достаточном быстродействии устройства обработки) примерно за 500 мкс, при — примерно за 0,5 с. Возможен более быстрый процесс адаптации, но при этом возрастает относительное среднее значение СКО. Приведенные цифры характерны для адаптивной антенны с 25 адаптивными весовыми коэффициентами, на входе которой действуют широкополосные помехи. Как показано, например, выражением (6.22), при одном и том же уровне относительно среднего значения СКО время адаптации растет приблизительно по линейному закону при увеличении числа весовых коэффициентов.

На рис. 13.27 показано, что адаптивная антенная решетка обладает свойством «настраиваться на частоту». Здесь приведены зависимости чувствительности прошедшей адаптацию решетки (после 1250 периодов частоты ) от частоты в заданном направлении приема (а) и в двух направлениях помех (6, в), а также спектры пилот-сигнала и помех.

Из рис. 13.27,а следует, что в результате адаптивного процесса чувствительность этой простой схемы решетки близка к единице в той полосе частот, где пилот-сигнал имеет конечную спектральную плотность мощности. Улучшения характеристик можно достичь увеличением числа элементов антенны или числа отводов в каждой линии задержки, или в более простом варианте ограничением полосы выходного сигнала решетки до полосы пилот-сигнала. Кривые на рис. 13.27, б, в показывают, что в пределах заданных полос пропускания чувствительность решетки в направлениях помех уменьшается.

Рис. 13.27. Зависимости коэффициента передачи по мощности от частоты для широкополосной системы на рис. 13.23: а — в направлении приема при ; б, в — в направлении помехи при

В этом эксперименте после затухания переходных процессов адаптации отношение сигнал-шум для решетки больше, чем для единичного изотропного элемента в 56 раз.

1
Оглавление
email@scask.ru