Методы управления и обработки информации в адаптивных эхо-компенсаторах

• Автор: Гусельников, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 165 с. : ил.

Содержание
Введение .
1. Адаптивная фильтрация в эхокомпенсаторах современное состояние и перспективы развития

1.1. Постановка задачи

1.2. Анализ существующих методов адаптивной фильтрации

1.2.1. Временная область обработки

1.2.2. Частотная область обработки .

1.3. Выводы к первому разделу

2. Синтез адаптивных эхокомпенсаторов с защитным временным интервалом и анализ эффективности их работы.

2.1. Постановка задачи .

2.2. Синтез структуры компенсатора второго порядка и анализ его технических характеристик .
2.3. Синтез инвариантной структуры эхокомпенсатора во временной
области обработки.
2.4. Выводы по второму разделу
3. Синтез адаптивных эхокомпенсаторов без защитного временного
интервала.
3.1. Постановка задачи
3.2. Линейная свертка с перекрытием и суммированием.
3.3. Секционированная свертка с перекрытием и
накоплением.
3.4. Синтез быстрых алгоритмов расчета эхосигнала.
3.5. Синтез алгоритма работы инвариантного эхокомпенсатора второго порядка без защитного временного интервала
3.5.1. Частотная область обработки
3.6. Выводы к третьему разделу.
4. Исследование вопросов устойчивости инвариантных эхокомпенсаторов
4.1. Постановка задачи
4.2. Обеспечение устойчивости работы инвариантного эхокомпенсатора первого порядка.
4.3. Анализ устойчивости инвариантного эхокомпенсатора второю порядка.
4.4. Выводы по четвертому разделу
5. Техническая реализация адоптивного эхокомпенсатора и результаты испытаний.
5.1. Постановка задачи
5.2. Выбор критерия эффективности
5.3. Выбор метода моделирования.
5.4. Техническая реализация эхокомпенсатора.
5.4. Результаты испытаний
5.6.Выводы к четвертому разделу
Заключение.
Список литературы


В таких алгоритмах сам адаптивный фильтр включается перед приемником и должен изменять свои параметры таким образом, чтобы для эхо - сигналов подобный эхо - компенсатор был бы своеобразной фильтр -пробкой, а для сигналов приема - прямым проводом. Для достижения этой цели управление адаптивного фильтра должно осуществляться от сигнала передачи. По существу адаптивный фильтр должен преобразовываться в управляемый адаптивный фильтр, компенсирующий помеху, порядок следования которой известен на входе приемника. Данный раздел диссертации посвящен анализу существующих алгоритмов дуплексной связи. Теория адаптивной фильтрации начала бурно развиваться с конца -х годов. Первая работа по распознаванию формы сигналов была выполнена в году Яновацем и другими /1/. В году Глезер 1 в США провел теоретические исследования по построению адаптивной фильтрации, а Габор и др. Англии использовал аналоговый лентопротяжный механизм для настройки весов нелинейного адаптивного фильтра. Большинство ранних работ по адаптивным фильтрам сделаны независимыми исследователями различных научно-исследовательских организаций. Так первые работы в этой области, посвященные распознаванию образов, проведены в Высшей технической школе г. Карлсруэ (ФРГ) и Станфорском университете. Позднее в г. Дальнейшая работа проводилась в Институт Автоматики и телемеханики (СССР) /6/. В середине -х годов сделан прекрасный сводный обзор по адаптивным фильтрам 1, а в /8/ сделаны предварительные рекомендации по их использованию для автоматического выравнивания. Позднее были подготовлены несложные обзорные статьи по гашению отраженного (эхо-сигнал) сигнала /9/ и адаптивному выравниванию //. Для получения оптимального решения существуют много методов подстройки весовых коэффициентов фильтра. Так в работе // использовали методы случайных возмущений, которые изменяли значения весовых коэффициентов, далее анализировали выходной сигнал для того, чтобы проанализировать, приближает ли его случайные возмущения к искомому решению, или отдаляет. Позднее предложен метод наименьших квадратов (МНК), который использовался в работе Стенфордского университета и опубликован в работе // Уидроу и др. В настоящее время данный алгоритм широко используется для расчетов весовых коэффициентов адаптивных фильтров, так как в нем используются градиентные методы, которые значительно эффективнее других методов. Метод наименьших квадратов очень схож с методом максимизации отношения сигнал/шум, который разрабатывал Эннобаум //. Обнуляющий корректирующий фильтр Лаки, предложенный в работе // в году является упрощением более общего градиентного метода наименьших квадратов. Рассмотрим, каким образом адаптивный фильтр моделирует систему. Для этого обратимся к рисункам 1. Рисунок 1. Рисунок 1. S, либо на вход X. Первичный сигнал поступает на вход системы с импульсной реакцией Н(пТ). Выход исследуемой системы соединен со вторым входом адаптивного фильтра. Если неизвестная система Н(пТ) подсоединена к входу X адаптивного фильтра (рис. В этом случае Нопт. Т) = Н(пТ). В случае подключения неизвестной системы к входу S (рис. Нопт(пТ) = Н(пТ)"1. На практике первый случай используется при построении адаптивных компенсаторов при дуплексной передаче, а второй случай для построения корректирующих устройств. Проведем анализ построения адаптивных компенсаторов для сигналов передачи данных. При невысокой удельной скорости передачи сигналов для разделения сигналов двух направлений обычно используется частотное разделение направлений передачи и приема. Для сигналов тональной частоты при скорости передачи бит/с и ниже существуют методы частотного разделения сигналов и оптимизация формы передаваемых сигналов /, /. Однако, существуют рекомендации МККТТ . V TER, предписывающие использовать всю ширину канала тональной частоты в обоих направлениях передачи. Данные рекомендации тем более справедливы при скоростях выше бит/с, поскольку ограниченная ширина полосы канала речевой связи препятствует применению частотного разделения. Рисунок 1. Подавление эхо-сигнала сигналов передачи в тракте приема с помощью адаптивного фильтра представляет единственный метод осуществления двухпроводной дуплексной передачи данных при повышенных скоростях.