Некогерентный прием амплитудно-манипулированного сигнала (амс) – сигналов с пассивной паузой
Что значит некогерентный прием? В приемнике нет совершенно когерентного (совпадает по частоте и фазе) образца сигнала. Т.е. принципиально, фазу входного сигнала не знаем, а частоту знаем с определенной погрешностью. Но забываем, что f=dф/dt.
Как правило предварительная фильтрация осуществляется узкополосными пассивными фильтрами, а окончательное решение или первая решающая схема работает по огибающей сигнала.
Поэтому в случае приема сигналов с
пассивной паузой
имеем право изобразить:
Получаем схему:
На что хотелось бы обратить внимание.
Когерентный и некогерентный прием. Реализовать чисто когерентный прием далеко не всегда удается, особенно, при наличии радиоканала. Т.е. определенная ошибка может присутствовать. Часто используется термин квазикогенентный (частично когерентный) прием. Тогда сигнальчики передаются не просто без искажений, а по, фактически, идентичному каналу с информационным каналом. Реально можно предположить, что в проводной линии связи, по одной идет информация, а по другой – несущая.
Выделяется огибающая, т.к. входной сигнал – это смесь сигнала и шума, то выделяется огибающая SNR – Uсш (когда передается S1). Когда передается S2, то выделяется огибающая шума ( S2 - Uш). На решающее пороговое устройство поступает либо сигнал шума, либо сигнала сингал+шум.
В приемнике синхронизация по такту должна быть. А что является устройством синзронизации, когда на слух принимается азбука морзе?
Оценка помехоустойчивости.
В решаемом устройстве должен быть выбран порог(принятия 0 и 1)
Смесь сигнала и шума меньше порогового
Принимается шум
Распределение смеси сигнала и шума называется распределением Райса:
где
- функция Бесселя нулевого порядка
первого рода.
- амплитуда полезного сигнала
- дисперсия, мощность помехи(гауссов
шум)
Функция распределения огибающей шума подчиняется распределению Релея:
Для бинарной связи необходимо, чтобы
(*)
Для выполнения этого условия необходим выбор оптимального порога. Эта задача решается сложными методами (методами вариационного вычисления). Оказывается, что этот порог должен изменяться в зависимости от отношения сигнал/шум.
Отношение сигнал/шум на входе это:
Для простых сигналов, приблизительно
можно считать, что
(на входе и на выходе РС). И для выполнения
условия(*) оптимальное значение порога
должно изменяться с отношением сигнал/шум
следующим образом:
Таким образом приближенное вычисление
для
(1)
Для оптимального приема сигналов с
пассивной паузой:
(2)
Сравнение выражений по помехоустойчивости
.
Некогерентный прием требует увеличения
энергии сигнала на 30-15% по сравнению с
оптимальным чисто когерентным приемом.
В реальной схеме передачи информации на входе решающего устройства не будет принципиально гауссовского распределения. А будет распределение либо Райса, либо Релея, вследствие ограниченности сигнала на входе
С увеличением мощности шума, а следовательно дисперсионных характеристик распределения Релея и Райса, это различие между вероятностями ошибки для приема 1 и 0 при фиксированном пороге будет возрастать.
Если отношение сигнал/шум хорошее, то
можно работать с фиксированным порогом,
например
Как только мы начинаем работать с плохими отношениями сигнал/шум, необходимо регулировать порог, следовательно появляется задача оценки состояния канала связи(в хорошей схеме оценка должна быть постоянно).
Например: Какие есть возможности для оценки:
Когда используется корректирующая коды информация об обнаруженных ошибках во многом определяет состояние канала связи
Огибающая на сигнале на входе расчетной схемы также во многом определяет отношение сигнал/шум
Для идеального оптимального приемника сигнал на выходе коррелятора (согласованного фильтра) является фактическим отношением сигнал/шум.