A method for designing the digital channel filtering of a digital radio relay

Abstract

Radion kanavasuodatuksella tarkoitetaan lähetetyn symbolin kokemaa kokonaissuodatusta. Suodatusketjussa ovat lähettimen FIR- ja antialiassuodatin sekä vastaanottimen välitaajuus-, antialias- ja FlR-suodatin mainitussa järjestyksessä.

Suodatinjärjestelmän suunnittelu ei ole mahdollista nykyisillä kaupallisilla suunnitteluohjelmistoilla, joille voidaan määritellä tyypillisesti vain päästö- ja estokaistan parametrit sekä suodattimen tyyppi. Tämän työn tarkoituksena oli löytää menetelmä, joka soveltuisi mielivaltaiset vaatimukset täyttävän suodatinjärjestelmän suunnitteluun.

Kirjallisuustutkimusosassa kartoitettiin optimointimenetelmiä sekä tunnettuja hyviä pulssimuotoja. Parhaaksi valinnaksi osoittautui painotettu simuloitu jäähdytys -optimointimenetelmä (MFA, Mean Field Annealing), jolla oli useita hyviä ominaisuuksia - sen huonona puolena oli, että se vaatii runsaasti laskentatehoa.

Painotettu simuloitu jäähdytys -menetelmä toteutettiin työssä siten, että sen avulla voitiin samanaikaisesti optimoida sekä digitaali- että analogiasuodattimet välitaajuussuodatinta lukuun ottamatta. Optimointikriteerinä oli simuloitu bittivirhesuhde. Toteutettu algoritmi kykeni tuottamaan satunnaisesta lähtökohdasta käyttökelpoisen suodatinjärjestelmän ja se pystyi myös parantamaan käsityönä suunniteltua vertailusuodatinta.

Tuloksista voitiin päätellä, että optimointi bittivirhesuhteen perusteella oli järkevää. Tulosten luotettavuutta osoitti se, että saadut tulokset olivat lähellä teoreettista suorituskykyä, jonka saavuttaminen on mahdollista vain äärettömän monimutkaisella toteutuksella.