Структурная схема оптимального демодулятора на основе согласованных фильтров
Рисунок 3
Задачей согласованного фильтра является не восстановление формы сигнала, искаженной шумом, а получение одного отсчета, по которому можно судить о присутствии или отсутствии на входе фильтра сигнала известной формы.
3 Описание модели и методики исследования:
Компьютерная модель исследуемого когерентного помехоустойчивого приёма представляет собой реализованную в среде MatLab следующую структурную схему:
источник
сигнала (“1” или “0”)
Канал
связи с АБГШ
Демодулятор
Рисунок 4 – Общая структурная схема
Рисунок 5 – Структурная схема , реализованная в среде MatLab
При загрузке модели на экране появляется пять окон. В левом верхнем окне представлена структурная схема приёма: подача сигнала (символа) осуществляется с помощью системы ключей “Switch” , прохождение сигнала через канал связи эмулируется добавлением к нему БГШ (блок “AWGN”), оптимальная демодуляция выполняется по правилу максимума правдоподобия для двоичной системы:
(14)
где s(t) = s1(t)-s0(t) — разностный сигнал;
= 0,5(E1- Е0) — пороговый уровень
В правом верхнем углу находится окно управления моделью (рисунок 1) с помощью которого задаются параметры канала связи (мощность шума) и демодулятора (порог ).
Рисунок 6 - Окно управления моделью
Так же здесь можно определить передаваемый символ (“1” или “0”) – рамка “Параметры Сигнала” и вид манипуляции: амплитудная с пассивной паузой, ортогональная амплитудная, частотная. В ходе лабораторной работы бригада задаёт вид модуляции согласно номеру своего варианта (приложение 1), параметры манипуляции можно задать в окне, появляющемся при нажатии кнопки “A, w”.
При нажатии на кнопку “Запустить модель” выполняется моделирование однократного прохождения выбранного символа через канал связи и его демодуляция.
При нажатии на кнопку “Вычислить статистику” моделируется стократное прохождение однотипных символов через канал связи.
В рамке “Результаты моделирования” выводится информация о посланном и принятом символе при однократном моделировании и статистическая информация о характере демодуляции при стократном моделировании.
Нижнюю часть экрана занимают три окна, играющих роль осциллографов. Окно “Scope1” отображает передаваемый символ, окно “Scope2” сумму “сигнал + БГШ” и окно “Scope3” результат интегрирования произведения разностного сигнала и передаваемого символа – рисунок 2.
Рисунок 7 - Окна “Scope1”, “Scope2” и “Scope3”
Решающее устройство реализовано программно: от уже проинтегрированного массива произведений выборок разностного сигнала и передаваемого символа поэлементно отнимается значение порога (результат выводится на “Scope3”) , затем по последнему отсчёту получившегося сигнала определяется принятый символ (если > 0 то принята “1”, иначе “0”). На рисунке 2 приведена ситуация верного приёма “1”.