Корреляционный (когерентный) прием дискретных двоичных сигналов с ФМ

Сущность оптимального приёма состоит в том, что в приёмнике необходимо применить такую обработку смеси сигнала и помехи, чтобы обеспечить выполнение заданного критерия. Данная совокупность правил обработки в приёмнике носит название алгоритма оптимального приёма заданного сигнала на фоне помех. Алгоритм находят статическими методами, зная параметры передаваемых сигналов и вероятностные характеристики помех.

Методика построения оптимальных структурных схем по заданному алгоритму проста. Надо, реализовать операции в той последовательности, как приписано алгоритмом.

Схемы оптимальных приёмника с ФМ являются одноканальными и результатом интегрирования сравниваются с порогом. Для ФМ пороговым значением является 0(нуль).

На рисунке приведена структурная схема когерентного приема дискретных двоичных сигналов с ФМ.

Алгоритм приёма сигналов с ЧМ ;

примем S₁(t)=Asinw₁t; и S₂(t)= Asinw₂t; w₁¹w₂

;

тогда мы получим:

- алгоритм оптимального приема сигналов с ЧМ

Когерентный оптимальный приемник сигналов ОФМ. Некогерентный оптимальный приемник сигналов ОФМ.

Для когерентного приема сигналов ОФМ используется способ сравнения полярностей. Структурная схема когерентного оптимального приемника ОФМ приведена ниже:

На вход умножителя поступает два сигнала Z(t) и Si(t), к-рые затем передаются на интегратор, а оттуда на ДП.

Дискриминатор полярности (ДП) определяет полярность сигнала на выходе генератора и выдает положительный импульс +1, если полярность на выходе интегратора положительная, и отрицательный импульс «-1», если полярность на выходе отрицательная сеть сравнивает два соседних импульса, и если их полярности одинаковы, то на выходе ССП поступает положительный импульс, если полярности разные – отрицательные

При некогерентном приеме сигналов информация о фазе принимаемых сигналов не учитывается. Метод некогерентного приема сигналов используется в каналах связи с переменными параметрами, когда фаза сигналов изменяется случайным образом. Оптимальный некогерентный приемник вычисляет модуль (огибающую) взаимнокорреляционной функции и в некоторый момент времени t=t₀ выносит решение о том, что принят некоторый сигнал S_k(t) для которого Z_k имеет наибольшее значение. Если передан сигнал S₁(t), то для этого сигнала условие правильного приема запишется в следующем виде Z_k < S₁ или

где к = 2, 3 …

На вход фазового детектора поступает два сигнала Z(t) и сигнал со входа элемента памяти Z(t-σ0). На выходе ФД сигнал формируется в соответствии с алгоритмом:

Dj=j_k-j_k-1

С выхода сравнительной схемы сигнал в зависимости от полярности фазы подается на декодер b1 или b2.

Согласованные фильтры. Определение. Передаточная характеристика и импульсная реакция согласованного фильтра. Схема реализации оптимального демодулятора на основе согласованных фильтров при точно известном сигнале. Оптимальный прием дискретных сигналов при неопределенной фазе сигнала (на базе согласованных фильтров).

Согласованный фильтр – это такой фильтр, на выходе которого наблюдается максимальное отношение сигнал-шум. В общем случае согласованным фильтром называют фильтр, импульсные характеристики которого имеют вид g(t) = aS(t₀-t) где а – коэффициент пропорциональности; t₀ – время задержки фильтра.

Время задержки – это момент времени, когда амплитуда сигнала на выходе фильтра принимает своё максимальное значение.

Импульсная характеристика g(t) – является отображением передаваемого сигнала относительно точки, которая равна ½ времени задержки.

Если на вход фильтра подаётся сигнал Z(t), то на его выходе , где g(t) – импульсная характеристика фильтра.

Импульсная реакция согласованного оптимального фильтра:

Импульсная реакция согласованного оптимального фильтра g(r) -представляет собой зеркальное отражение сигнала S(t) — в масштабе S от­носительно момента времени to.