Тема 5. Прием сигналов в системах передачи дискретных сообщений.

Лек. 12. Реальные способы приема дискретных сигналов.

1. Прием частотно-манипулированных с-лов.

2. Прием фазо-манипулированных с-лов.

3. Прием с-лов с относительной ФМ_н.

   1. Суть метода.

   2. Сх. реализация когерентного метода.

   3. Сх. реализация автокорреляционного метода.

   4. Срав. оценка помехоустойчивости оптимальных и реальных методов приема с-лов.

Оптимальные сх. приема реализуют предельное превышение с ФН_н с-ла над помехой, обеспечивая максимальную (потенциальную) помехоустойчивость с-м связи при когерентной и некогерентном приемах с-лов. Однако реализация оптимальных приемников на практике явл. весьма сложной технической проблемой.

«Отступления от оптимальных сх. приема» на практике позволяют исп. более простые и дешевые схемы, учитывающие ряд факторов инженерного характера. Тем не менее при этом удается не очень ухудшить их качественные показатели по сравнению с соответствующими оптимальными приемниками.

Р еальные способы приема (как и оптимальные)

К огерентный прием Некогерентный прием

А М_н ЧМ_н ФМ_н АМ_н ЧМ_н ФМ_н

Обычно не используются, т.к. схемы значительно сложнее, чем некогерентного приема если идти на усложнение, то целесообразно исп.

Ограниченное применение пассивная пауза b_S = 0,

Вопрос 1. Прием чМн

Для передачи двоичной цифровой инф.

S₀(t) = Acos(ω₀t + φ₀)

S₁(t) = Acos(ω₁t + φ₁)

Рис. Временная диаграмма и спектр ЧМ_н с-лов.

Реальный прием простых двоичных с-лов осуществляется схемами, в которых основ. фильтрацию с-ла от помехи выполняет квазиоптимальный фильтр, а отчет в конце интервала анализа берется по огибающей вых. колебания.

Квазиоптимальный фильтр – линейный фильтр, частотные и фазовые хар-ки которых заданы или выбраны заранее.

Может «квази» = «почти» = «близкий».

Уменьшается полосы пропускания приемника  уменьшается мощность помех, дальше уменьшается полоса пропускания приемника, начинается уменьшение энергии полезного сигнала.

 Для квазиоптимального фильтра оптимальная полоса ч-т, при которой отношение с-л/шум = max.

Впервые такой фильтр исследовал В.И.Сифоров:

Прохождение одиночного радиоимп. с прямоугольной огибающей в присутствии аддитивного белого шума

а) идеальный полосовой фильтр max с-л/шум при Δf ≈1,37/T, h₁² = 0,825 h₀², где h₀² – max с-л/шум при оптимальной обработке;

б) квазиоптимальный (одиночный колебат. контур) –“– Δf ≈1,37/T, h₁² = 0,825 h₀²

Вывод. Квазиоптимальные фильтры:

1) обеспечивают помехоустойчивость ≈ ту же, что и оптимальные сх. (на фоне флуктуационных помех);

2) малокритичны к небольшим отклонениям ч-ты;

3) не критичны к отклонениям фазы принимаемого с-ла.

Если идет прием не одиночного с-ла, а непрерывной последовательности имп., то имеют место остаточные колебания от предыдущих, т.е. следует учитывать взаимное перекрытие. Для этого случая

Δf_{эф. опт} = 1,1/Т; h₁² = 0,58 h₀² (5.29)

На практике для реальных схем обычно полагают

Δf = 2/Т; h₁² ≈ 0,5 h₀².

Рис. Структурная сх. некогерентного приема ЧМ_н с-ла (вариант).

Помехоустойчивость УМ_н с-лов:

1) При оптим. когерентном приеме см. (5.24)

2) При оптим. некогерентном приеме см. Л.11, в-с 1

3) При приеме по по огибающей см. (5.29)

с помощью полосовых фильтров

Рис. Помехоустойчивость ЧМ_н с-лов при различных способах приема.

Анализ графиков и формул:

1. помехоустойчивость (p_ош) оптимального некогерентного приема несущественно отличается (хуже) от оптимального когерентного.

2. реальный приемник с ПФ по срав. с оптим. некогерентным дает 2-х кратный проигрыш по мощности.