Телекомунікаційні системи та мережі. Том 1. Структура й основні функції.  /  Зміст  /  Розділ 6. Методи доступу   /  Тема 6.6. Особливості використання просторово-поляризаційних параметрів при радіодоступі

Зміст:

6.6.5. Придушення завад. Адаптивні антенні решітки

Процес ослаблення (придушення) завад на приймальній стороні за допомогою адаптивних антенних решіток (ААР) полягає в тому, щоб у напрямах приходу цих завад утворити «нулі» ДС, щоб виконувалася умова (6.6.10)

(6.6.11)

де Si(З)(t) — завадові сигнали, прийняті антенними елементами. Передбачається, що входить у прийняту антенами реалізацію адитивно:

(6.6.12)

На рис. 6.6.4 подано загальну схему, що дозволяє вирішувати задачу (6.6.11) при відповідному виборі wi(t). Розв’язання цієї задачі досягається при відповідному управлінні векторами вагових коефіцієнтів (ВВК):

(6.6.13)

Після зважування здійснюється складання N зважених реалізацій на загальному суматорі. Розмірність ВВК визначається розмірністю ААР. Ця розмірність може бути від 2 і до досить великого числа: десятків і сотень. На практиці розмірність ААР зазвичай не перевищує декількох одиниць, рідко — десятків. Важливо відзначити, що кількістю антенних елементів визначається можлива кількість придушених завад. Ця кількість може бути не більш ніж (N – 1)-завада. Антенні елементи можуть бути рознесені в просторі на відстані Якщо ж ААР реалізується з використанням двох ортогонально поляризованих антенних елементів, то вони розміщуються в одному електричному центрі і ААР здатна в цьому разі придушити лише одну заваду.

Пристрій управління ВВК, де ця адаптивна процедура реалізується, є оптимальним алгоритмом оцінки цього ВВК. Історично першим, досить простим є алгоритм Уідроу:

(6.6.14)

де ye(t) — деякий еталонний сигнал, бажаний для прийому, ідентичний за структурою з корисним сигналом; μ≤1 — коефіцієнт збіжності цієї градієнтної процедури; — оцінка ВВК, оптимальна за критерієм мінімуму середнього квадрата різниці прийнятого сигналу від еталона .

Алгоритм (6.6.19) на практиці реалізується в дискретному вигляді:

(6.6.15)

де μ та ye — ті самі, що і в (6.6.14).

Дослідження свідчать, що рівень придушення завад може досягати 20...30 дБ і більше. Цього часто цілком достатньо для забезпечення стійкого зв’язку в радіолінії, спрямованій до точки доступу, базової станції або радіорелейної лінії.

Іншим адаптивним алгоритмом призначення для придушення завад, також запропонованим Уідроу, є адаптивний компенсатор завад (АКЗ). Для його реалізації необхідно створити опорний канал прийому, вільний від корисного інформаційного сигналу, коли :

(6.6.16)

Рис. 6.6.9. Структура алгоритму управління ВВК в адаптивному компенсаторі завад

Аналітичний запис алгоритму оцінки ВВК АКЗ дещо відмінний від (6.6.14):

(6.6.17)

Його функціонування можна описати таким чином. Різниця в квадратних дужках реалізується на виході суматора Σ. Ця різниця помножується на і, помножена на μ, вона є похідною від ВВК. Інтеграл від цієї похідної дає бажаний ВВК w(t), який використовується в перемножувачі m1. Можлива й інша інтерпретація алгоритму: в суматорі Σ відбувається віднімання (компенсація) зваженої завади (yопw(t)). Залишок від цього віднімання ΔS(З) перемножується в m2 на yоп і результат інтегрується. У результаті отримуємо:

(6.6.18)

Через некорельованість підінтегральної функції перший і третій інтеграли в правій половині рівняння в середньому дорівнюють нулю. Другий же інтеграл є значущим, оскільки ΔS(З) і yоп — містить загальні компоненти. Результат другого інтегралу і є управляючим сигналом, що впливає на формування ВВК. Цей вплив дії управляючого сигналу буде доти, доки не буде мінімізовано ΔS(З), тобто поки не скомпенсується завада в основному каналі прийому, коли .

Слід зазначити, що на основі алгоритмів Уідроу розроблені і більш ефективні, швидкодійні алгоритми, синтезовані на основі марківської теорії фільтрації, розгляд яких виходить за рамки підручника.