WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 14 | 15 || 17 | 18 |   ...   | 28 |

«Методы слепой обработки сигналов и их приложения в системах радиотехники и связи Москва Радио и связь 2003 УДК 621.396 Горячкин О.В. Методы слепой обработки сигналов и ...»

-- [ Страница 16 ] --

Конечно, применение данных алгоритмов сопровождается потерями в скорости передачи, однако, рассматривая эти алгоритмы в качестве альтернативы использованию тестовых сигналов, мы должны учесть, что частично паузы вызваны инженерными соображениями, а использование тестового импульса требует временного интервала как минимум в 2 раза большей длины.

Поэтому для анализа эффективности подобных подходов целесообразно рассматривать процентное соотношение паузы и длины информационного блока, а также суммарное число отсчетов, необходимое для достижения заданной достоверности.

Например, для системы GSM-900 с испытательным импульсом соотношение длины блока к паузе – 25%, а необходимое число отсчетов 148+8=156.

Рис.5.11. Вероятность ошибки демодуляции в зависимости от отношения сигнал-шум при использовании алгоритма слепой идентификации, основанного на факторизации многообразий нулевой корреляции 2-го порядка, в сравнении с оценкой по тестовому сигналу - «» для различной модуляции: «+» - ФМ2;

«о» -ФМ4; «*» -ФМ8; «х» -ФМ16;. Длина канала 3, длина блока данных 12, Рис.5.12. Вероятность ошибки демодуляции в зависимости от отношения сигнал-шум при использовании алгоритма слепой идентификации, основанного на факторизации многообразий нулевой корреляции 2-го порядка, в сравнении с оценкой по тестовому сигналу - «» для различной модуляции: «+» - ФМ2;

«о» -ФМ4; «*» -ФМ8; «х» -ФМ16;. Длина канала 3, длина блока данных 12, Наибольшей скоростью сходимости среди этих алгоритмов обладают алгоритмы, основанные на факторизации аффинных многообразий нулевой корреляции.

На Рис.5.11, Рис.5.12 показаны результаты моделирования алгоритма, основанного на факторизации аффинных многообразий нулевой корреляции 2-го порядка.

Импульсная характеристика взята фиксированной h = (1,1,1). Соотношение длины блока к паузе – 25%, число отсчетов в эксперименте на Рис.5.11 – 60, на Рис.5.12 - 300. Т.о. рассматривается пограничный случай эффективности слепой оценки, относительно оценки по тестовому сигналу.

Из этих экспериментов очевидно, что основным недостатком данного подхода является его крайне низкая помехоустойчивость. Кроме того, данный алгоритм крайне чувствителен к увеличению длин блока данных и канала, однако этот недостаток не кажется принципиальным при достижении соотношения длины блока к паузе меньше, чем при использовании тестового сигнала.

Несомненными достоинствами данного алгоритма являются отсутствие требований к наличию априорной информации о статистике информационной последовательности, а также стремление погрешности оценки ИХ к нулю при фиксированной выборке. Отметим, что этот факт свойственен только алгоритмам детерминированной слепой идентификации (см.

для сравнения Рис.5.5.- Рис.5.7).

Алгоритмами, потенциально имеющими практическое значение в системах связи, являются алгоритмы, основанные на многообразиях ненулевой корреляции (п.4.2.4). Для работы этих алгоритмов также необходима пассивная пауза, однако их возможности более предпочтительны, чем у алгоритмов, использующих факторизацию многообразий нулевой корреляции.

На Рис.5.13, Рис.5.15 показаны результаты моделирования алгоритма, основанного на аффинных многообразиях ненулевой корреляции 2-го порядка.

Пограничный, с точки зрения слепой оценки случай показан на Рис.5.13, Рис.5.14. Мы можем заметить, что данный алгоритм даже превосходит достоверность системы с испытательным импульсом для относительно малых отношений сигнал шум (5-10Дб), свойственных, кстати, большинству радиоканалов.

При этом, как и для большинства алгоритмов слепой идентификации, уровень достоверности слабо зависит от отношения сигнал шум, поскольку определяется числом реализаций. Однако в отличии, например от алгоритма оценки по кумулянту 4-го порядка требуемое число отсчетов в эксперименте на порядок меньше: на Рис.5.13 – 60, на Рис.5.14 – 300.

На Рис.5.15 показан случай, когда слепая оценка выигрывает на 12% (для системы GSM-900) по скорости передачи перед тестовым импульсом, при примерно той же допустимой скорости замираний в канале.

В целом характеристики алгоритма слабо зависят от длины канала и длины информационного блока, что делает этот алгоритм потенциально привлекательным для использования в системах связи.

В заключении рассмотрим возможности слепой идентификации для модулирующих последовательностей типа (5.25) и (5.26). В этом случае мы не имеем потерь в скорости передачи данных, поскольку g (k ) 0.

Результаты применения алгоритма идентификации по полиномиальным статистикам 2-го порядка, рассмотренного в п.4.2.2., показаны на Рис.5.16-19, в сравнении с характеристиками оценки по тестовому сигналу. Чтобы уровнять шансы двух этих методов, при моделировании амплитуда тестового импульса взята равной максимальному значению информационного сигнала с учетом нестационарной модуляции, как это показано на Рис.4.6, Рис.4.7. Импульсная характеристика при моделировании задавалась генератором случайных чисел, имеющих гауссовское распределение.

Рис.5.13. Вероятность ошибки демодуляции в зависимости от отношения сигнал-шум при использовании алгоритма, основанного на преобразовании ненулевой корреляции 2-го порядка, в сравнении с оценкой по тестовому сигналу - «» для различной модуляции: «+» - ФМ2; «о» -ФМ4; «*» -ФМ8; «х» ФМ16;. Длина канала 3, длина блока данных 12, число блоков 10.

Рис.5.14. Вероятность ошибки демодуляции в зависимости от отношения сигнал-шум при использовании алгоритма, основанного на преобразовании ненулевой корреляции 2-го порядка, в сравнении с оценкой по тестовому сигналу - «» для различной модуляции: «+» - ФМ2; «о» -ФМ4; «*» -ФМ8; «х» ФМ16;. Длина канала 3, длина блока данных 12, число блоков 20.



Рис.5.15. Вероятность ошибки демодуляции в зависимости от отношения сигнал-шум при использовании алгоритма, основанного на преобразовании ненулевой корреляции 2-го порядка, в сравнении с оценкой по тестовому сигналу для различной модуляции: «+» - ФМ2; «о» -ФМ4; «*» -ФМ8; «х» -ФМ16;.

Длина канала 3, длина блока данных 24, число блоков 10.

Рис.5.16. Вероятность ошибки демодуляции в зависимости от отношения сигнал-шум при использовании алгоритма, основанного на полиномиальных статистиках 2-го порядка, в сравнении с оценкой по тестовому сигналу - «» для различной модуляции: «+» - ФМ2; «о» -АМ4; «*» -АМ8. Длина канала 3, длина блока данных 200, модулирующая последовательность (5.25), a=1/2.

Рис.5.17. Вероятность ошибки демодуляции в зависимости от отношения сигнал-шум при использовании алгоритма, основанного на полиномиальных статистиках 2-го порядка, в сравнении с оценкой по тестовому сигналу - «» для различной модуляции: «+» - ФМ2; «о» -АМ4; «*» -АМ8. Длина канала 3, длина блока данных 200, модулирующая последовательность Рис.5.18. Вероятность ошибки демодуляции в зависимости от отношения сигнал-шум при использовании алгоритма, основанного на полиномиальных статистиках 2-го порядка, в сравнении с оценкой по тестовому сигналу - «» для различной модуляции: «+» - ФМ2; «о» -АМ4; «*» -АМ8. Длина канала 3, длина блока данных 200, модулирующая последовательность (5.26), А=8.

Рис.5.19. Вероятность ошибки демодуляции в зависимости от отношения сигнал-шум при использовании алгоритма, основанного на полиномиальных статистиках 2-го порядка, в сравнении с оценкой по тестовому сигналу - «» для различной модуляции: «+» - ФМ2; «о» -АМ4; «*» -АМ8. Длина канала 3, длина блока данных 200, модулирующая последовательность (5.26), А=16.

Использование последовательности типа (5.25) по характеристикам достоверности аналогично алгоритму слепой идентификации, основанному на преобразовании ненулевой корреляции 2-го порядка (Рис.5.15), и может быть оптимальной при небольших отношениях сигнал-шум.

Модулирующая последовательность (5.26) может обеспечить достаточно высокую степень достоверности (Рис.5.19) при достаточно высоких значениях параметра A 10.

Рассмотренные алгоритмы в данном разделе алгоритмы не исчерпывают всего разнообразия подходов и алгоритмов слепой коррекции каналов связи разработанных на сегодняшний день. Читателя, интересующегося данной проблематикой, мы адресуем к [16] и обзорам [6,13,48,85].

В частности для систем связи, характеризующихся конечным алфавитом информационных символов, может оказаться оправданной идея распространения классического метода оценивания по максимуму правдоподобия не только на информационные символы, но и неизвестную импульсную характеристику скалярного канала. Условия идентифицируемости в данном случае задаются теоремой Т.7.

Подобные методы классифицируются в литературе как стохастические алгоритмы максимального правдоподобия.

Поскольку информационный сигнал неизвестен, мы можем считать его случайным вектором с известным распределением. Положим для примера, что информационные символы принимают конечное число значений {x1, x2,..., xK } с равной вероятностью, а аддитивная помеха – белый гауссовский шум со спектральной плотностью 0, тогда алгоритм оценки канала будет иметь вид:

Впервые применение данного алгоритма в системах связи рассмотрено в [86].

Максимизация функции правдоподобия (5.27) в общем случае трудная задача, поскольку данная функция невыпуклая [86]. Однако сегодня известно достаточно большое число алгоритмов позволяющих получить оценки высокого качества (см. библиографию в [85], а также [16]). При выполнении условий регулярности и при хорошем начальном приближении данные алгоритмы сходятся (по крайней мере, в среднеквадратическом смысле) к истинному значению импульсной характеристики канала.

Детерминированная версия алгоритма МП не использует статистической модели для информационной последовательности. Другими словами вектор канала h и информационный вектор x подлежат одновременной оценке. Когда вектор шума гауссовский с нулевым математическим ожиданием и ковариационной матрицей 2I МП оценка может быть получена нелинейной оптимизацией минимальных квадратов.

Совместная минимизация функции правдоподобия по вектору канала и информационным отсчетам еще более трудная задача чем (5.27). К счастью наблюдаемый вектор линейная функция относительно вектора данных или вектора канала, заданная тёплицевой или ганкелевой матрицей. Поэтому мы имеем нелинейную проблему минимальных квадратов, которую мы можем решить последовательно. В частности, если нас интересует оценка только канала, то используется подход, описанный в п.3.2.

Свойство конечного алфавита информационной последовательности, может также использоваться в рамках детерминированного МП подхода. Такой алгоритм предложен в [87] и использует обобщенный алгоритм Витерби [16]. Сходимость данных подходов в общем виде не гарантирована.

Несмотря на то, что МП оценки обычно обеспечивают лучшие характеристики, вычислительная сложность и локальные максимумы их две основные проблемы.

Важное место в приложениях связи занимает так называемая «полуслепая» идентификация канала. Данные методы идентификации каналов связи привлекают в последнее время большое внимание, поскольку обеспечивают быструю и устойчивую оценку канала. Кроме того, поскольку большое число последовательных систем передачи уже используют тестовые сигналы, вероятность внедрения этих методов в практику связи более высока.

Полуслепая идентификация использует дополнительные знания о входной информационной последовательности, так как часть входных данных известна.

При этом используются как стохастические, так и детерминированные МП оценки, естественно с учетом модификации функций правдоподобия, путем введения априорных данных о входе [85,76].

Как отмечалось в п.1, в общем, имеется два подхода к решению слепой проблемы: слепая идентификация канала или слепая коррекция. Для систем связи разработано достаточно большое число подходов построения слепых эквалайзеров.



Pages:     | 1 |   ...   | 14 | 15 || 17 | 18 |   ...   | 28 |
 

Похожие работы:

«ПЯТЬ НЕРЕШЕННЫХ ПРОБЛЕМ НАУКИ Рисунки Сидни Харриса Уиггинс А., Уинн Ч. THE FIVE BIGGEST UNSOLVED PROBLEMS IN SCIENCE ARTHUR W. WIGGINS CHARLES M. WYNN With Cartoon Commentary by Sidney Harris John Wiley & Sons, Inc. Книга рассказывает о крупнейших проблемах астрономии, физики, химии, биологии и геологии, над которыми сейчас работают ученые. Авторы рассматривают открытия, приведшие к этим проблемам, знакомят с работой по их решению, обсуждают новые теории, в том числе теории струн, хаоса,...»

«АГРОСПРОМ 2010 руководитель проекта: с.В. Шабаев Технический директор: И.Н. Елисеев Коммерческий директор: Д.В. гончаров Технический редактор: И.с. Шабаев Дизайн обложки и верстка: Е.А. сашина Корректура: о.П. Пуля Отдел реализации: Тел.: (495) 730-48-30, 730-47-30 Факс: (495) 730-48-28, 730-48-29 E-mail: agrosprom@mail.ru agrosprom@list.ru Фролов А.Н. Производство мяса бройлеров. Практическое руководство. – М.: АгросПроМ, 2010. – 128 с: ил. В рационе современного человека одним из важнейших...»

«4. В поэме Медный всадник А. С. Пушкин так описывает наводнение XXXV Турнир имени М. В. Ломоносова 30 сентября 2012 года 1824 года, характерное для Санкт-Петербурга: Конкурс по астрономии и наукам о Земле Из предложенных 7 заданий рекомендуется выбрать самые интересные Нева вздувалась и ревела, (1–2 задания для 8 класса и младше, 2–3 для 9–11 классов). Перечень Котлом клокоча и клубясь, вопросов в каждом задании можно использовать как план единого ответа, И вдруг, как зверь остервенясь, а можно...»

«РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ по дисциплине НАУКИ О ЗЕМЛЕ Для студентов I курса Направление подготовки 020400.62 Биология Профиль: Биоэкология, Ботаника, Общая биология, Физиология человека Квалификация (степень) Бакалавр Форма обучения Очная Обсуждено на заседании кафедры Составители: ботаники 2013 г. к.б.н., доцент Иванова С.А., Протокол № к.б.н., ассистент Зуева Л.В. Заведующий кафедрой С.М. Дементьева Тверь 2013 2. Пояснительная записка Цели дисциплины: Формирование теоретических знаний и...»

«Сохань Ирина Владимировна ТОТАЛИТАРНЫЙ ПРОЕКТ ГАСТРОНОМИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ (НА ПРИМЕРЕ СТАЛИНСКОЙ ЭПОХИ 1920–1930-х годов) Издательство Томского университета 2011 УДК 343.157 ББК 67 С68 Рецензенты: Коробейникова Л.А., д. филос. н., профессор ИИК ТГУ Мамедова Н.М., д. филос. н., профессор каф. философии Моск. Гос.Торгово-экономического ун-та Савчук В.В., д. филос. н., профессор ФсФ СПбГУ Сохань И.В. Тоталитарный проект гастрономической культуры (на С68 примере Сталинской эпохи 1920–1930-х годов). –...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.