Выравнивание (связь)

В телекоммуникациях по выравнивание – это устранение искажений, вносимых сигналом, передаваемым каналу . Эквалайзеры используются для выравнивания частотной характеристики (например, телефонной линии) . от начала до конца Когда канал выравнивается, атрибуты частотной области сигнала на входе точно воспроизводятся на выходе. Телефоны, линии DSL и телевизионные кабели используют эквалайзеры для подготовки сигналов данных к передаче.

Эквалайзеры имеют решающее значение для успешной работы электронных систем, таких как аналоговое телевещание . В этом приложении должна быть сохранена фактическая форма передаваемого сигнала, а не только его частотное содержание. Выравнивающие фильтры должны компенсировать любую групповую задержку и фазовую задержку между различными частотными компонентами.

Аналоговые телекоммуникации

Аудио линии

Ранние телефонные системы использовали выравнивание для коррекции пониженного уровня высоких частот в длинных кабелях, обычно с использованием сетей Zobel . Эквалайзеры такого типа также можно использовать для создания схемы с более широкой полосой пропускания, чем стандартный телефонный диапазон от 300 Гц до 3,4 кГц. Это было особенно полезно для вещательных компаний, которым требовалось «музыкальное» качество, а не «телефонное» качество на стационарных линиях, передающих программный материал. Прежде чем выравнивание будет успешным , необходимо удалить или отключить все нагрузочные катушки в линии. Эквалайзер также применялся для коррекции отклика преобразователей, например, конкретный микрофон мог быть более чувствителен к низкочастотным звукам , чем к высокочастотным звукам, поэтому эквалайзер использовался для увеличения громкости более высоких частот ( усиление ). и уменьшите громкость низкочастотных звуков ( вырезать ).

Телевизионные линии

Аналогичный подход к аудио был применен к стационарному телевидению, но с двумя важными дополнительными сложностями. Первый из них заключается в том, что телевизионный сигнал представляет собой широкую полосу пропускания, охватывающую гораздо больше октав, чем аудиосигнал. Следовательно, телевизионный эквалайзер обычно требует большего количества секций фильтра, чем аудиоэквалайзер. Чтобы сделать это управляемым, секции телевизионного эквалайзера часто объединялись в единую сеть с использованием лестничной топологии для формирования эквалайзера Кауэра .

Вторая проблема заключается в том, что фазовое выравнивание необходимо для аналогового телевизионного сигнала. Без него дисперсия приводит к потере целостности исходной формы волны и рассматривается как размытие первоначально острых краев изображения.

Типы аналоговых эквалайзеров

Цифровые телекоммуникации

Современные цифровые телефонные системы испытывают меньше проблем в диапазоне голосовых частот, поскольку только местная линия до абонента теперь остается в аналоговом формате, но каналы DSL , работающие в диапазоне МГц по тем же проводам, могут испытывать серьезные искажения затухания , которые устраняются автоматическим эквализация или отказ от худших частот. Схемы Picturephone также имели эквалайзеры.

В цифровой связи цель эквалайзера — уменьшить межсимвольные помехи , чтобы обеспечить восстановление передаваемых символов. Это может быть простой линейный фильтр или сложный алгоритм.

Типы цифровых эквалайзеров

Линейный эквалайзер: обрабатывает входящий сигнал линейным фильтром.
- Эквалайзер MMSE : разрабатывает фильтр для минимизации E[|e| ²], где e — сигнал ошибки, который представляет собой выходной сигнал фильтра минус переданный сигнал. ^[1]
- Эквалайзер с нулевой форсировкой : аппроксимирует инверсию канала с помощью линейного фильтра.
Эквалайзер с обратной связью по решению : дополняет линейный эквалайзер, добавляя отфильтрованную версию оценок предыдущих символов к исходному выходному сигналу фильтра. ^[2]
Слепой эквалайзер : оценивает передаваемый сигнал без знания статистики канала, используя только знание статистики передаваемого сигнала.
Адаптивный эквалайзер : обычно представляет собой линейный эквалайзер или DFE. Он обновляет параметры эквалайзера (например, коэффициенты фильтра) по мере обработки данных. Обычно используется функция стоимости MSE; он предполагает, что принимает правильные решения по символам, и использует свою оценку символов для вычисления e, которое определено выше.
Эквалайзер Витерби : находит по максимальному правдоподобию оптимальное решение задачи выравнивания (ML). Его цель — минимизировать вероятность ошибки во всей последовательности.
Эквалайзер BCJR : использует алгоритм BCJR (также называемый алгоритмом вперед-назад ) для поиска максимального апостериорного (MAP) решения. Его цель — минимизировать вероятность того, что данный бит был оценен неправильно.
Турбо-эквалайзер : применяет турбо-декодирование, рассматривая канал как сверточный код.

См. также

Ссылки

^ Дженк Токер. «Раздаточный материал по эквалайзерам MMSE» (PDF) . hacettepe.edu.tr . Архивировано из оригинала (PDF) 22 декабря 2018 г.
^ «Учебник по DFE» . cnx.org . Архивировано из оригинала 25 июля 2011 г.

Внешние ссылки

[1] Дженк Токер. «Раздаточный материал по эквалайзерам MMSE» (PDF) . hacettepe.edu.tr . Архивировано из оригинала (PDF) 22 декабря 2018 г.

[2] «Учебник по DFE» . cnx.org . Архивировано из оригинала 25 июля 2011 г.

[1]

[2]