Формирование когерентной опорной несущей.

Основная каноническая система ФАПЧ выглядит следующим образом:

Присутствие фазовращателя на π/2 не обязательно. Если он в схеме есть, то колебания местного генератора синфазные с несущей частотой. Если фазовращатель убрать, то разность фаз будет . Важные понятия ФАПЧ является шумовая полоса. Теоретически доказано, что шумовая полоса выбирается исходя из формулы:

, где τ₀ – длительность элементарного символа.

Выбор приводит к тому, что шумы на работу ФАПЧ будут оказывать минимальное влияние.

При достаточно большом отношении с/ш (>25 дБ) фаза МГ будет:

;

N₀-спектр плотности шума;

Р₀-мощность сигнала.

Предположим, что у нас нет шумов. Выходное напряжение фазового детектора без шумов обозначим U_0СД. При наличии шума выходное напряжение синхронного детектора будет определяться:

< > - математическое ожидание;

При увеличении шумов уменьшается. Будет ухудшаться отношение с/ш.

Кроме шумов приемника на систему ФАПЧ будут действовать помехи, которые состоят из компонент сигнала. Это характерно для сигнала типа КИМ-АМ, КИМ-ФМ. Это эквивалентно увеличению дисперсии фазы местного генератора на величину:

Посимвольная синхронизация в цифровых радиолиниях. (Тактовая синхронизация).

В приемнике после детектирования поднесущей частоты или детектирования несущей с выхода детектора снимается поток импульсов. Наша задача превратить этот поток импульсов, который в общем случае искажен шумовой помехой, в поток решений о символах. Поскольку приемник и передатчик расположены в различных местах и могут двигаться с различными скоростями, нам необходимо из принятого колебания сформировать последовательность импульсов (или последовательность меток времени), которые в точках приема соответствуют либо началу, либо концу, либо середине импульсов, то есть середине символов, которые снимаются с детектора поднесущей. Но в самом общем виде систем синхронизации выглядит так:

КПП – когерентный поэлементный приемник;

Ф – формирователь.

В отличии от структуры приемников, которые мы можем оптимизировать. Исходя из принципов и математической теории статических решений, найти оптимальную структуру систем синхронизации никому не удалось. Поэтому при проектировании цифровой радиолинии коллектив разработчиков разработал систему синхронизации исходя из своего опыта и анализа работы предыдущих систем. Доказано, лишь одно: если сигнал принят на фоне белого стационарного шума, то оптимальная схема слежения за частотой является система ФАПЧ.

Пример: Приведена оценка требуемой точности синхронизации.

Доказано, что при приеме сигнала на фоне БШ флюктуации импульсов синхронизации на 5% относительно среднего значения приводят к ухудшениб отношения с/ш примерно на 20%. Поэтому основное требование к посимвольной синхронизации:

1. Минимизировать расхождение частот на приемной и передающей части радиолинии;

2. Минимизировать флюктуацию импульсов синхронизации относительно своего среднего значения.

В современных цифровых радиолиниях, предназначенных для связи с подвижными объектами, система синхронизации занимает по стоимости и габаритам до 80% от общих затрат.