Equalization Methods in Digital Communication Systems

Abstract

Tato práce je psaná v angličtině a je zaměřená na problematiku ekvalizace v digitálních komunikačních systémech. Teoretická část zahrnuje stručné pozorování různých způsobů návrhu ekvalizérů. Praktická část se zabývá implementací nejčastěji používaných ekvalizérů a s jejich adaptačními algoritmy. Cílem praktické části je porovnat jejich charakteristiky a odhalit činitele, které ovlivňují kvalitu ekvalizace. V rámci problematiky ekvalizace jsou prozkoumány tři typy ekvalizérů. Lineární ekvalizér, ekvalizér se zpětnou vazbou a ML (Maximum likelihood) ekvalizér. Každý ekvalizér byl testován na modelu, který simuloval reálnou přenosovou soustavu s komplexním zkreslením, která je složena z útlumu, mezisymbolové interference a aditivního šumu. Na základě implenentace byli určeny charakteristiky ekvalizérů a stanoveno že optimální výkon má ML ekvalizér. Adaptační algoritmy hrají významnou roli ve výkonnosti všech zmíněných ekvalizérů. V práci je nastudována skupina stochastických algoritmů jako algoritmus nejmenších čtverců(LMS), Normalizovaný LMS, Variable step-size LMS a algoritmus RLS jako zástupce deterministického přístupu. Bylo zjištěno, že RLS konverguje mnohem rychleji, než algoritmy založené na LMS. Byly nastudovány činitele, které ovlivnili výkon popisovaných algoritmů. Jedním z důležitých činitelů, který ovlivňuje rychlost konvergence a stabilitu algoritmů LMS je parametr velikosti kroku. Dalším velmi důležitým faktorem je výběr trénovací sekvence. Bylo zjištěno, že velkou nevýhodou algoritmů založených na LMS v porovnání s RLS algoritmy je, že kvalita ekvalizace je velmi závislá na spektrální výkonové hustotě a a trénovací sekvenci