31 Относительный кодер

ФНЧ

Приёмный ПФ

A/Ц

Задержка Т_с

СВТЧ

Демодулятор DBPSK

Рис.1.17. Модем сигналов BPSK с квазикогерентным и автокорреляционным приемом

Дискретизация

с запоминанием

Вход

x(t)

Выходные

данные

Когерентный фазовый демодулятор

Триггер

Приёмный

ПФ

Приёмный

ФНЧ

Пороговый детектор

Тактовая частота

ФАПЧ

или

ПФ

Двоичный

Перемно-

житель

:2

32

ФАПЧ

или

ПФ

Центр. частота

СВН

СВТЧ

Часть спектра сигнала БВН с ограниченной полосой (глазок)

Спектр сигнала БВН

Спектр сигнала с возвращением к нулю (ВН)

Рис.1.18. Примеры реализации СВН и СВТЧ сигналов ВРSK и спектры в соответствующих точках схем.

Пример 2. На Рис.1.19 представлены структурные схемы:

-а) Квазикогерентного приемника с блоками синхронизации для модулированных сигналов квадратурной ОФМ (QPSK) и офсетной ОФМ (O-QPSK с дополнительным блоком задержки сигнала на Т_с);

-б) Автокорреляционного приемника сигналов QPSK.

f_T=1/T_C

Автокорреляционный

демодулятор канала I

а)

I

Пороговый

детектор, А/Ц

ФНЧ

f_т

x(t)

Выходные

данные

БВН

Параллельно-

последовательный

преобразователь

СВТЧ

ПФ

Пороговый

детектор, А/Ц

Q

ФНЧ

Автокорреляционный

демодулятор канала Q

б)

Рис.1.19. а). Квазикогерентный приемник сигналов QPSK и О-QPSK;

б). Автокорреляционный приемник QPSK, Т_кс =2Т_с.

Информация в каналах I, Q независима при разделении НЧ сигнала ОФМ в передатчике последовательно-параллельным преобразователем на четные и нечетные (см. методы цифровой модуляции QPSK и О-QPSK).

Пример 3. Реализация приемника сигналов π/4-QPSK.

Сигнал π/4-QPSK на текущем символьном интервале Т_кс может быть представлен вещественным сигналом

s(t,φ_i) = cos(ω_ot + φ_i), (i-1) Т_кс ≤ t ≤ i·Т_кс. (1.64)

где φ_i = φ_i-1 +∆φ_i и приращение фазы сигнала ∆φ_i по отношению к фазе на предыдущем интервале содержит информацию о передаваемых битах.

Сигнал на входе демодулятора - s(t, φ_i+θ), где θ – смещение фазы в канале связи. Прием такого сигнала можно реализовать дифференциальным демодулятором рис.1.20.

2sin(₀t)

Рис.1.20. Когерентный прием и детектирование сигналов π/4-QPSK

На выходе интеграторов в квадратурных каналах для полезной компоненты выходного процесса можно записать:

, (1.65)

где опущены также слагаемые с удвоенной частотой ω₀.

Статистики W_i и Z_i обрабатываются в дифференциальном декодере согласно алгоритмам:

x_i=W_i·W_i-1 +Z_i·Z_i-1 y_i=Z_i·W_i-1 –W_i·Z_i-1 . (1.66)

Подставляя в эти равенства статистики (1.65) получим с точностью до постоянного множителя:

x_i = cos(φ_i+θ)·cos(φ_i-1+θ) + sin(φ_i+θ)·sin(φ_i-1+θ) = cos(φ_i- φ_i-1)

y_i = sin(φ_i+θ)·cos(φ_i-1+θ) - cos(φ_i+θ) sin(φ_i-1+θ) = sin(φ_i- φ_i-1)

Решающее устройство принимает решение I_c, I_s о переданных битах на i–м сигнальном интервале в квадратурных каналах согласно алгоритму:

(1.67)

Отметим, что СВН и СВТЧ реализуются рассмотренными выше методами.

Пример 4. Реализация когерентного приемника сигналов ЧММС

(MSK) и гауссовской ЧММС (GMSK).

Согласно квадратурному представлению узкополосный модулированный сигнал с ЧММС имеет вид:

,

где при девиации частоты ± Df= ±1/(4T_c)→ Ф(t) =±t/ 2Т_с.

При t=Т_с приращение фазы Ф(t) сигнала будет ±90° и когерентный приемник сигнала с ЧММС может быть реализован схемой Рис.1.21, подобной приемнику сигналов O-QPSK (рис.1.19).

5

36

2

Рис.1.21. Модем сигналов с ЧММС и когерентным приемом, где Т_кс =2Т_с.

В канале I формируется импульсная последовательность , а в канале Q (за счет дополнительной задержки на Т_с) последовательность .

За счет последовательно-параллельного преобразования входных битов на два потока (I-нечетные, Q-четные), данные каналов I и Q сигнала ЧММС некоррелированы (независимы).

СВН и СВТЧ реализуются рассмотренными выше методами.

Сигнал GMSK является частным случаем сигналов ЧММС со сглаженной гауссовской формой НЧ модулирующего сигнала. Поэтому схема приемника сигналов GMSK аналогична схеме приемника сигналов ЧММС Рис.1.21. Однако НЧ модулирующие сигналы квадратурных каналов I и Q GMSK взаимно коррелированы и имеют место МСИ.

Таким образом, для обоих видов сигнала демодулированные и отфильтрованные НЧ сигналы в каналах в моменты отсчетов t_i (четные и нечетные с периодом 2Т_с) равны соответственно:

, (1.68)

где для сигналов ЧММС значения МСИ = 0.

Правило принятия решений в каналах:

(1.69)

Отметим, что когерентная демодуляция таким демодулятором сигналов GMSK обеспечивает меньшие МСИ, чем в некогерентном демодуляторе.