|
бы некритичны к корреляционным связям сигналов двух направлений, вовторых, использовать обработку таких эхо-компенсаторов в частотной области и, в-третьих, работа таких эхо-компенсаторов должна основываться на сопоставлении эхо-сигналов на соседних временных интервалах. Так как обработка в частотной области предполагает блочную обработку, то выполнение второго и третьего требований приводит к сопоставлению эхо-сигналов на соседних блоках обработки. Для реализации таких алгоритмов в частотной области необходимо найти инварианты, на которые эхо-тракт не воздействует. Помимо этого, известные алгоритмы адаптивной эхо-компенсации основаны на идентификации параметров неизвестной системы и представляют собой замкнутую следящую структуру. С общих позиций цифровой фильтрации любая обратная связь в цифровом фильтре определяет его область функционирования. Такие цифровые фильтры будут рекурсивными с бесконечной импульсной реакцией и возможностью самовозбуждения. В этой связи требуется синтезировать алгоритм адаптивной фильтрации, который бы имел нерекурсивную структуру, сопоставлял эхо-сигналы на соседних блоках обработки и производил такую обработку в частотной области. Решению данных задач посвящен этот раздел диссертации. 40 |
2. Синтез адаптивных эхо-компенсаторов первого и второго порядков и анализ эффективности их работы 2. / Постановка задачи Как показано в /1 17/, при разделении сигналов двух направлений с помощью адаптивных фильтров требуется выполнить огромное количество операций умножения. Если адаптивный фильтр реализован во временной области обработки, то требуемое количество операций умножения равно 2N2, где N — объем выборки. В каналах связи, а следовательно, и в эхо-трактах величина N может достигать нескольких сотен или даже тысяч отсчетов. Реализовать подобный адаптивный фильтр в реальном масштабе времени крайне сложно, даже на самой современной элементной базе. При другом подходе — обработке в частотной области — требуемое количество операций умножения уменьшается и становится равным N “ Iog2N + 2 N . Именно уменьшение требуемых операций умножения делает обработку сигналов в частотной области более привлекательной. Как следует из анализа работы классических алгоритмов работы адаптивных эхо-компенсаторов, наиболее существенным недостатком их работы является их критичность к корреляционным связям сигналов двух направлений. В идеальном случае сигналы передачи и приема должны быть некоррелированы, то есть находиться в различных частотных диапазонах. Выполнить это условие практически невозможно, так как сигналы передачи и приема имеют общую полосу частот. Следствием коррелированности сигналов двух направлений является то, что адаптивные эхо-компенсаторы компенсируют сигналы приема совместно с эхо-сигналами, делая дуплексный режим работы невозможным. Выше сказанное указывает на то, что необходимо синтезировать алгоритмы работы адаптивных эхо-компенсаторов, которые, во-первых, были бы некритичны к корреляционным связям сигналов двух направлений, вовторых, использовать обработку таких эхо-компенсаторов в частотной области и, в-третьих, работа таких эхо-компенсаторов должна основываться на сопоставлении эхо-сигналов на соседних временных интервалах. Так как обработка в частотной области предполагает блочную обработку, то выполнение второго и третьего требований приводит к сопоставлению эхо-сигналов на соседних блоках обработки. Для реализации таких алгоритмов в частотной области необходимо найти инварианты, на которые эхо-факт не воздействует. Помимо этого, известные алгоритмы адаптивной эхо-компенсации основаны на идентификации параметров неизвестной системы и представляют собой замкнутую следящую структуру. С общих позиций цифровой фильтрации любая обратная связь в цифровом фильтре определяет его область функционирования. Такие цифровые фильтры будут рекурсивными с бесконечной импульсной реакцией и возможностью самовозбуждения. 51 В этой связи требуется синтезировать алгоритм адаптивной фильтрации, который бы имел нерекурсивную структуру, сопоставлял эхо-сигналы на соседних блоках обработки и производил такую обработку в частотной области. Решению данных задач посвящен этот раздел диссертации. 2.2 Синтез и анализ компенсатора первого порядка В предыдущем разделе детально рассмотрены основные алгоритмы работы компенсаторов первого порядка, показаны предельные значения компенсации эха при их включении в центре коммутации мобильной связи. Помимо этого показана эффективность работы компенсатора первого порядка использующий принцип сопоставления эхо-сигналов на соседних временных интервалах. Воспользуемся этим обстоятельством для синтеза алгоритма функционирования компенсатора сигналов эха при обработке в частотной области. При синтезе алгоритма эхо-компенсации необходимо использовать пару Дискретного Преобразования Фурье. где х(пТ)последовательность отсчетов в временной области; x(jkcoi)последовательность частотных отсчетов; Nобъем выборки; п,к-текущие переменные; ле{0;ЛГ-1}; k e { 0 ; N l } . При этом необходимо выявить инварианты на которые эхо-тракт не воздействует. Для синтеза алгоритма работы адаптивного цифрового эхо-компенсатора, реализованного в частотной области обработки сигналов, вначале проведем анализ расчета входных и выходных сигналов в обычном линейном цифровом фильтре. Известно /102/, что выходной сигнал любого линейного четырехполюсника может быть рассчитан с помощью линейной свертки. *— операция линейной свертки. Если количество отсчетов входного сигнала равно Nj, а количество отсчетов импульсной реакции линейного четырехполюсника равно N2, то в си(2.1) где S wx(nТ) — отсчеты выходного сигнала; S MX(nT) — отсчеты входного сигнала; И(пТ) — отсчеты импульсной реакции линейного четырехполюсника; 52 |