Фильтры Найквиста и Гаусса в цифровой модуляции

На рисунке показан импульсный отклик SINC – фильтра во временной области (один из классов фильтра Найквиста). Фильтры Найквиста имеют свойство огибать символьную скорость своим импульсным откликом. Фильтр выбирается таким образом, чтобы иметь пересечение нуля импульсного отклика в точках, соответствующим тактовой частоте  символа.

фильтр найквиста

Временной отклик фильтра переходит через ноль с периодом, точно соответствующим расстоянию между символами. Смежные символы не интерферируют друг с другом за время символа, потому что отклик равен нулю во все символьные времена, исключая только лишь центр (который нам и нужен).

Фильтры Найквиста сильно фильтруют сигнал без размывания символов за время символа. Это важно для передачи информации без ошибок, вызванных межсимвольной интерференцией. Необходимо заметить, что межсимвольная интерференция  существует все время, исключая лишь символьное время (время принятия решения о значении символа). Обычно фильтр разделен: половина находится в передающей, а половина – в приемной части. В этом случае в каждой части используются корневые фильтры Найквиста, так что их комбинированный отклик равен отклику целого фильтра Найквиста.

Теперь подробнее о связанных фильтрах приемника и передатчика. Иногда фильтрация желаема как в передатчике, так и в приемнике. Фильтрация в передатчике уменьшает мощность, излучаемую передатчиком в смежном канале, и таким образом уменьшает возможность интерференции с другими передатчиками.

Фильтрация в приемнике уменьшает влияние широкополосного шума, а также интерференцию от других передатчиков в соседнем канале.

связанные фильтры

Чтобы свести к нулю межсимвольную интерференцию (ISI), оба фильтра разрабатываются так, что в итоге комбинированные фильтры и остальная часть системы должна являться полным фильтром Найквиста. Возможные различия могут привести к проблемам в изготовлении, поскольку передатчик и приемник часто разрабатываются различными компаниями. Приемник может быть установлен в маленьком мобильном телефоне, а передатчик может быть в большой базовой станции системы сотовой связи. При правильной разработке становится лучше скорость передачи данных, эффективнее радиосвязь, а также уменьшается влияние интерференции и шума. Вот почему корневые фильтры Найквиста используются в приемниках и передатчиках, поскольку

фильтр связанный

Связанные фильтры не используются в гауссовской фильтрации. GSM-сигнал, напротив, имеет малое размывание символов в каждом из четырех состояний, поскольку гауссовский фильтр, используемый в GSM, не имеет межсимвольной интерференции в нулевой точке. Гауссовские фильтры используются в GSM, поскольку их преимущества заключаются в мощности несущей, занимаемой полосе, а также повышенной способности к восстановлению символьного такта. Гауссовский фильтр имеет гауссовскую форму и во временной и в частотной областях, и его огибающая не похожа на огибающую SINC-фильтра. Влияние этих отличий во временной области относительно слабое, и каждый символ в значительной степени взаимодействует с только что прошедшими и успешно принятыми битами (т.е. вызывается межсимвольная интерференция). Это уменьшает взаимодействие отдельной последовательности символов, что делает усилители в системе более простыми и эффективными.

Об авторе admin

Инженер. Окончил НГТУ по специальности "Радиосвязь, телевидение и радиовещание". С 2003 г. занимаюсь разработкой электронной начинки различных радиотехнических устройств и приборов.
Запись опубликована в рубрике Все статьи, Цифровая модуляция - это просто!. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Оставить комментарий