 |
Уменьшение Межсимвольной интерференции (ISI)
|
|
|
|
Уменьшение Межсимвольной интерференции (ISI)
В каналах, ограниченных по ширине полосы частот, из-за распространения сигнала на большие расстояния и сквозь различные среды появляется несколько трактов его прохождения. Это приводит к тому, что некоторые символы могут выйти за отведенный им интервал времени. В результате они могут смешиваться со следующими или предыдущими переданными символами. Решение этой проблемы – использование формирующего фильтра. Применяя этот фильтр к каждому сгенерированному символу, мы можем уменьшить ширину полосы канала, уменьшая при этом межсимвольную интерференцию.
Кроме того, чтобы ещё более снизить интерференцию, обычно применяют согласованный фильтр на стороне приемника. Ниже мы показываем применение формирующего фильтра для каждого сгенерированного символа. Из рисунка видно, что максимальное пропускание фильтра приходится на середину периода символа. Кроме того, в начальной и конечной части символьного периода увеличивается затухание. Таким образом, благодаря появлению интервала псевдозащиты, который ослабляет сигналы от многолучевых отражений, интерференция снижается.
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
Как можно видеть из рисунка выше, sinc импульсы последовательности символов действительно перекрываются друг с другом. Тем не менее, поскольку пик каждого sinc импульса приходится на нулевую точку следующего sinc импульса, межсимвольная интерференция (ISI) минимизирована.
Согласованная фильтрация
|
|
|
Согласованный фильтр, возможно, такой же важный элемент, как и формирующий фильтр. Формирующий фильтр применяется на стороне генерации, предотвращая перекрытие символьных периодов, а согласованный фильтр необходим, чтобы отфильтровать отраженные сигналы, которые появляются в процессе передачи. Поскольку сигнал, распространяющийся по прямому пути, достигает приёмника раньше, чем сигнал, распространяющийся с отражениями, возможно перекрытие отраженного сигнала с последующим символьным периодом. Эта ситуация показана на рисунке ниже:
Как можно видеть, согласованный фильтр ослабляет начало и конец каждого символьного периода, способствуя уменьшению межсимвольной интерференции. Один из наиболее распространенных примеров согласованного фильтра – root raised cosine.
Полосовая фильтрация (приемник)
В то время как на передающей стороне применяется формирующий фильтр, на приемной стороне должен использоваться дополнительный фильтр. Это вызвано тем, что на практике смежный канал, как правило, может быть сдвинут на 25% за пределы своей полосы. Поэтому, когда демодулируется заданный канал, возможно влияние смежных каналов на фазу и амплитуду несущего сигнала. Для того чтобы отфильтровать ненужные каналы, применяется полосовой фильтр в частотной области.
Ниже показана частотная область смоделированного физического канала с шестью несущими, расположенными с интервалом в 100 МГц в диапазоне от 1. 0 ГГц до 1. 5 ГГц. К сожалению, недостаточно просто провести обратное преобразование этого сигнала в IQ данные, чтобы получить соответствующий символ. Это связано с тем, что соседние каналы (1. 1 ГГц, 1. 2 ГГц и т. д. ) достаточно близки к основному каналу, чтобы влиять на фазу и амплитуду мест расположения идеальных символов. Поэтому важно применять полосовой фильтр, чтобы отфильтровать только требуемую полосу частот.
|
|
|
Ниже приведена частотная характеристика полосового БИХ фильтра Чебышева 7-го порядка. Как видите, этот фильтр разработан, чтобы пропускать все частоты в диапазоне от 950 МГц до 1. 05 ГГц и вызвать затухание на частотах вне этой полосы. В реальных системах связи полосовые фильтры чрезвычайно важны, они позволяют отфильтровывать электромагнитные колебания, которые не являются частью модулированной несущей.
Используя полосовые фильтры, мы можем исключить влияние соседних каналов. На рисунке ниже можно видеть, что соседние каналы имеют различное затухание из-за применения полосового фильтра. В результате принятый сигнал имеет фазовую и амплитудную характеристики, которые значительно ближе к характеристикам исходной модулированной несущей.
|
|
|
