 |
Демонстрация. Раздел A: Формирующая (Pulse-Shape) фильтрация
|
|
|
|
Демонстрация
В данном примере мы проиллюстрируем базовые принципы формирующей и полосовой фильтраций. Формирующий фильтр используется передатчиком для ограничения ширины полосы генерируемого сигнала. А полосовой фильтр используется приемником для выделения в частотном спектре требуемой несущей.
Раздел A: Формирующая (Pulse-Shape) фильтрация
Сначала мы выполним формирующую фильтрацию одного канала, чтобы рассмотреть влияние различных параметров на ширину канала.
1) Откройте пример и проверьте значения следующих параметров:
Add Adjacent Channels (Добавить соседние каналы) = FALSE
Apply Receiver Filter (Применить фильтр приемника)= FALSE
Pulse Shaping Filter = Raised Cosine
На лицевой панели, приведенной ниже, вы видите одну несущую на частоте 1 ГГц. По умолчанию типом формирующего фильтра установлен “Raised Cosine. ” Это сделано с тем, чтобы сгладить скачки несущей между символами и ограничить частотный спектр, занятый каналом.
2) Теперь измените параметр “Pulse Shaping Filter” на “none”. На лицевой панели видно, что отключение фильтра привело к возникновению множества высокочастотных гармоник модулированной несущей. Этими гармониками нельзя пренебречь, поскольку они могу вызывать интерференцию в соседних каналах. Кроме того, они требуют дополнительной мощности при генерации сигнала. Таким образом, применяя формирующий фильтр, мы уменьшаем ширину полосы пропускания, требуемую для заданного канала.
3) Кроме того, в многоканальных системах связи более существенной является межканальная интерференция, вызванная отсутствием формирующего фильтра. Чтобы наблюдать межканальную интерференцию нажмите кнопку “Add Adjacent Channels” (Добавить смежные каналы). При этом моделируется многоканальная реализация. Как видим на рисунке ниже, соседние каналы появились в виде красного графика. Обратите внимание, что исследуемый сигнал значительно интерферирует с добавленными соседними каналами.
|
|
|
4) Изменим параметр “pulse shaping filter” на “Raised Cosine. ” Результатом включения фильтра, ограничивающего полосу каждого канала, является предотвращение межканальной интерференции. Видно, что уровень помех в каждом канале стал намного меньше, и интерференция между каналами уменьшилась.
5) Зайдите на вкладку “Rx Frequency Domain”, чтобы увидеть частотный спектр приемника. График будет аналогичен приведенному выше с тем отличием, что вновь добавленные соседние каналы будут изображены белым цветом.
6) После просмотра этой вкладки нажмите на кнопку “Apply Bandpass Filter” (Добавить Полосовой Фильтр). Это действие включит полосовой фильтр, который пропустит полосу частот 100 МГц в диапазоне от 950 МГц до 1. 05 ГГц. Поэтому результирующий сигнал будет попадать в канал с центральной частотой 1 ГГц. Результат в показан ниже на графике частотной области:
7) Теперь откройте вкладку “Constellation Plot” (Схема созвездие) на лицевой панели. Эта вкладка содержит график созвездия отфильтрованного и обратно преобразованного сигнала. Благодаря применению формирующего фильтра, подавляется интерференция от соседних каналов. Поэтому изображение созвездия показывает каждый символ декодированного сигнала очень отчетливо.
8) Наконец, пока открыта схема созвездие, измените параметр «pulse shaping filter» на “none”. Как видите, фаза и амплитуда каждого символа получила отклонение от ожидаемого значения. Это произошло по причине возникновения интерференции от соседних каналов. Заметим, что в канале с небольшим уровнем шума еще возможно обратное преобразование сигнала в соответствующие символы. Однако такая реализация неидеальна по двум причинам. Во-первых, она предполагает отсутствие шума, и, во-вторых, требует больше мощности для генерации сигнала с расширенным спектром. Именно поэтому применение формирующего фильтра так важно в многоканальных системах связи.
|
|
|
|
|
|
