Тошкент ахборот технологиялари университети

1611-17 guruh talabasi
Polvonov Dostonbekning
Signallarga Raqamli
ishlov berish fanidan

16 - Lobaratoriya ishi.

Maвзу: Адаптив фильтрлар ҳақида асосий тушунчалар. Винер оптимал фильтри. Оптимал ечимни градиентли излаш. Адаптив фильтрлардан амалий фойдаланиш. Чизиқли башоратлаш. Шовқинни бартараф этиш.

Режа:

1. 
   Адаптив фильтр структура схемаси.
   
2. 
   Винер оптимал фильтри.
   
3. 
   Оптимал ечимни градиентли излаш.
   
4. 
   Адаптив фильтрлардан амалий фойдаланиш.
   

Сигналларга оптимал ишлов бериш усулларини ишлашда кўп ҳолларда сигнал ва шовқинларнинг статистик моделларидан фойдаланиш тавсия этилади. Кўп ҳолларда сигналларга ишлов бериш қурилмаси чизиқли режимда ишлайди ҳамда унга стационар ва нормал тақсимот қонунига бўйсунувчи сигнал таъсир этади деб фикр юритилади. Аммо реал шароитда юқорида қабул қилинган шартлар тўлиқ бажарилмайди ва натижа сигналини қабул қилиш усулига ҳам боғлиқ бўлади. Бундай ҳолларда кириш сигналларининг статистик кўрсаткичларига қараб ўз параметрларини ўзгартирувчи адаптив фильтрлардан фойдаланиш ўринли ҳисобланади.

Ҳозирда адаптив фильтрлар ҳисоблаш амалининг мураккаблиги, ўзгарувчанлик хусусиятлари, фойдаланиладиган дастлабки маълумотлар ва мослашадиган (адаптив) фильтрлар таркибий узилишига ҳам боғлиқ.
Адаптив фильтрларни бир неча турларга ажратиш мумкин. Бунда асосий белгилардан бири бу эталон (андозавий) ёки таянч сигналининг бор ёки йўқлиги ҳисобланади. Агар эталон сигнали бор бўлса, у ҳолда адаптация (мослашиш) жараёни ўқитувчи ёрдамида билим олиш деб аталади. Бу ҳолда адаптив фильтр ўз чиқиш сигналини иложи борича эталон сигналга мослаштиришга интилади. Мослашиш даражаси адаптив фильтрларнинг ишлаш алгоритмига боғлиқ. Эталон сигналсиз мослашиш “кўр-кўрона” мослашув ёки ўқитувчисиз билим олиш деб аталади. Бу ҳолда албатта қабул қилинаётган кириш сигналининг таркиби ҳақида баъзи кўрсаткичлар маълум бўлиши керак (мисол учун, модуляция тури ва унинг ўзгариш чегаралари). Кўр-кўрона адаптацияни амалга ошириш эталон сигнални адаптация усулига қараганда анча мураккаб ҳисоблаш амалларини бажаришни талаб қилади.
Адаптив фильтрларни турларга ажратишда эътибор берилиши керак бўладиган белгилардан яна бири, бу сигналга ишлов бериш тизимидир. Бунда адаптив тизимлар ўз навбатида икки турга: чизиқли ва чизиқсиз тизимларга ажратилади. Бунда чизиқлилик кириш сигнали сатҳига боғлиқлиги эмас, адаптация жараёнида созланадиган параметрга боғлиқлиги назарда тутилади. Кўп ҳолларда сигналарга норекурсив фильтрларда ишлов беришга асосланган чизиқли адаптив тизимлардан фойдаланилади. Норекурсив фильтрларнинг асосий афзалликларидан бири фильтр коэффициентларининг ҳар қандай қийматларида унинг иш ҳолати барқарорлигидир. Шуни эътиборга олиш керакки, адаптацияланиш алгоритми тескари боғланиш занжирига эга бўлиб, бу мослашувчи тизимнинг барқарорлигини ёмонлаштириши мумкин.
Ночизиқли адаптив тизимларга тирик организмларнинг иш ҳолатини маълум даражада моделлашга аосланган нейрон тармоқлари киради. Ничизиқли адаптив тизимларнинг яна бир тури бу рекурсив адаптив фильтрлардир. Аммо бу тур фильтрларни яратиш унинг барқарорлигини таъминловчи муҳим муаммоларни келтириб чиқариши сабабли бу тур фильтрлардан кенг миқёсда фойдаланилмайди.
Эталон сигналидан фойдаланишга асосланган адаптив фильтрларни кўриб чиқамиз. Бу тур адаптив фильтрнинг таркибий схемаси 16.1-расмда келтирилган.




16.1-расм. Адаптив фильтр структура схемаси.


Кириш дискрет сигнали га дискрет фильтрда ишлов бериш натижасида чиқиш сигнали ҳосил бўлади. Бу чиқиш сигнали эталон сигнал билан таққосланиши натижасида хатолик сигнали ҳосил бўлади. Адаптив фильтрнинг вазифаси хатолик даражасини минималлаштириш орқали эталон сигнални яратишдан иборат. Шу мақсадда адаптация блоки ҳар бир оний қийматга ишлов беришдан сўнг хатолик сигнали ни ва фильтрдан олинаётган қўшимча маълумотларни таҳлил қилади, ушбу таҳлил натижаларидан фильтр параметрлари (коэффициентлари)ни қўшимча созлаш учун фойдаланилади.
Радиотехник тизимларда амалда асосан икки тур адаптив фильтрлаш алгоритмларидан фойдаланилади. Булар энг кичик квадратик хатолик усулидан фойдаланишга асосланган алгоритм (ЭККХ) ва энг кичик квадратик хатолик рекурсив усулига асосланган алгоритм (ЭККХРУ). Бу ҳар икки алгоритм оптимал фильтрлаш тенгламаларига асосланиб амалга оширилади. Оптимал фильтрлаш масаласи турлича ечилиши мумкин, булар: градиент усулида оптимал фильтрлаш ва статистик ёндошишдан фойдаланишга асосланган усул.