
- •Глава 10. Пространственно-временная обработка сигналов
- •10.1. Антенные решетки
- •10.1.1 Прием гармонического сигнала с плоским волновым фронтом
- •10.1.2 Прием узкополосного сигнала
- •10.1.3 Диаграмма направленности антенной решетки
- •10.1.4. Выходное отношение мощности сигнала к мощности помехи и шума
- •10.2. Адаптивные методы пространственно-временной обработки сигналов
- •10.2.1 Основные методы решения задачи пространственно-временной обработки сигналов
- •Рис 10.9 Структурная схема решения общей задачи пвос
- •10.2.2 Особенности синтеза алгоритмов адаптивных антенных решеток
- •Решая данное уравнение, получим:
- •Данное уравнение является уравнением Винера-Хопфа.
- •10.2.3 Адаптивные компенсаторы помех
- •10.3 Мimo технология
- •10.3.1. Пространственно-временное блочное кодирование
- •10.3.2. Иные методы использования разнесения антенн
- •10.3.3. Многоантенные системы с несколькими пространственными каналами без адаптации в передатчике
- •10.3.4. Измерение характеристик радиоканала в приемнике
Решая данное уравнение, получим:
.
(10.62)
Данное уравнение является уравнением Винера-Хопфа.
В случае нестационарной СПО ВВК по критерию МСКО определяется из рекуррентной формулы:
,
(10.63)
где
- дискретное время;
- шаговая постоянная;
- опорный сигнал в момент времени
;
- вектор входных воздействий в момент
времени
.
Выражение (10.63) называется алгоритмом Уидроу.
Алгоритмы ААР, синтезированные по критерию МВМ
Для данного случая в качестве целевой функции используется значение мощности выходного сигнала АР
(10.64)
Непосредственная минимизация (10.64) может быть выполнена различными методами безусловной оптимизации.
При этом ВВК будет определяться выражением:
(10.65)
где
- нормирующий коэффициент,
-
управляющий вектор, задающий предполагаемый
угол прихода сигнала.
Выражение для определения ВВК можно записать в рекуррентной форме:
.
(10.66)
При наличии точной информации о сигнале алгоритмы, синтезированные по критериям МСКО, МОСП и МВМ, обеспечивают примерно одинаковую эффективность подавления помех. Реализация же адаптивных алгоритмов, синтезируемых по критерию МСКО, часто является более сложной задачей, чем реализация алгоритмов, синтезируемых по критериям МОСП и МВМ, из-за необходимости формирования опорного сигнала для настройки ВВК.
10.2.3 Адаптивные компенсаторы помех
Алгоритмы
адаптации для АКП включают в себя
механизм получения минимума разности
между аддитивной смесью
и опорным, эталонным сигналом
:
.
(10.67)
Здесь
аддитивная смесь
.
Минимизируемая
разность
является управляющим сигналом в задачах
оценки
- ВВК, формирующим соответствующие
амплитудно-фазовые распределения (АФР)
токов по апертуре ААР.
В
АКП (рис.10.13) опорный сигнал
формируют в опорном канале приема (ОКП),
в котором отсутствует полезный сигнал.
Проблема удаления полезного сигнала
из ОКП требует отдельного рассмотрения.
Для ее решения, например, может быть
использована информация о направлении
прихода сигнала или о его поляризации.
Тогда, сориентировав антенну ОКП
установкой нуля диаграммы направленности
или нуля поляризационной диаграммы на
сигнал, получим искомое значение
.
(10.68)
Если
помеха
в ОКП является копией помехи
в основном канале приема, то задача АКП
- нахождение оптимальных (например, по
критерию минимума среднеквадратической
ошибки) оценок ВВК
,
обеспечивающих вычитание и получение
разности
(10.69)
При анализе работы
АКП главное внимание уделяется суммарному
шуму
и остатку помехи
.
Для достижения
необходимо, чтобы компонента
была равна по амплитуде помехи
и противоположна ей по фазе. Понятно,
что в реальных условиях получить
можно лишь с той или иной степенью
приближения.
Сама
оценка ВВК для АКП
находится в результате какой-либо
градиентной процедуры. В некоторых
работах рекомендуется применять
рекурсивные процедуры с постоянным
шаговым коэффициентом
:
,
(10.70)
или для непрерывного случая
.
(10.71)
На рис. 10.13 приведена структурная схема АКП Уидроу, которая реализует одноканальный алгоритм, синтезированный в соответствии с уравнением (10.71).