ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ
ЛЕКЦИЯ №8 ДЕМОДУЛЯЦИЯ КОГЕРЕНТНЫЙ НЕ КОГЕРЕНТНЫЙ ПРИЕМ
ЛИТЕРАТУРА
1. Маковеева М.М., Шинаков Ю.С. Системы связи с подвижными объектами. М.:Горячая линия- Телеком, 2002.
2. Григорьев В.А., Лагутенко О.И., Распаев Ю.А. Сети и системы радиодоступа.М.:Экотрендз, 2005.
3. Богомолов С.И. Введение в системы радиосвязи и радиодоступа. Учебное пособие, Томск «Эль Контент» 2012.
4. Лохвицкий М.С., Сорокин А.С., Шорин О.А. Мобильная связь: стандарты, структуры, алгоритмы, планирование. – М.:Горячая линия-Телеком, 2018.
5. Феер К. Беспроводная цифровая связь Методы модуляции и расширения спектра. Москва, Радио и связь, 2000.
МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СИСТЕМЫ РАДИОДОСТУПА
СС-система связи; ПС- получатель
сообщений; АС- абонентская станция; БС- базовая станция
ИС- источник сообщений; КИ-кодер источника; КК-кодер канала; М- модулятор; УФС- устройство формирования сигнала; УОС – устройство обработки сигнала; ДМ – демодулятор; ДКК – декодер канала; ДКИ – декодер источника
МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СИСТЕМЫ РАДИОДОСТУПА (ДЕМОДУЛЯЦИЯ)
ДЕМОДУДЯЦИЯ – ЭТО процесс обратный модуляции колебаний, выделение информационного сигнала из модулированного колебания высокой частоты
- когерентная демодуляция при которой необходимо знать в точке приема истинные значения частоты и начальной фазы высокочастотного несущего колебания.
- некогерентная демодуляция при которой необходимо знать истинное значение частоты ВЧ колебания при отсутствии информации о начальной фазе.
МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СИСТЕМЫ РАДИОДОСТУПА (ДЕМОДУЛЯЦИЯ)
Для каждого способа модуляции существует много способов демодуляции.
Они отличаются преобразованиями входного несущего колебания, которые необходимо выполнить для выделения информационных символов, сложностью и практической реализации, качеством демодуляции при различных условиях приема.
ЗАДАЧА состоит в том, чтобы принять решение о том, какой канальный символ из возможных М символов на очередном интервале Ткс (длит. канального символа) присутствует на данном интервале, что позволяет предположить:
1. В точке приема предполагаются известными моменты начала и окончания каждого очередного канального символа, т.е работа приемника точно синхронизирована с работой передатчика, что говорит о том, что имеет место идеальная тактовая синхронизация приемника и принимаемого несущего колебания.
2. Решение о канальном символе, содержащемся в принимаемой реализации несущего колебания , выносится после того, как получена и доступна обработке вся реализация несущего колебания на очередном интервале времени длительности Ткс.
3. Демодуляции подвергается ВЧ несущее колебание, которое поступает на вх. приемника с выхода канала передачи, в котором сигнал может подвергнуться существенным преобразованиям, о которых в точке приема могут быть, а могут и отсутствовать необходимые сведения. ( мы будем полагоать что все сведения о преобразованиях сигнала в канале передачи известны)
МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СИСТЕМЫ РАДИОДОСТУПА (ДЕМОДУЛЯЦИЯ)
Какие предположения о преобразованиях несущего колебания в канале передачи можно сделать?
Форма несущего колебания в канале передачи не изменяется;
На вход приемника кроме сигнала поступает и помеха;
Процесс на входе приемника является аддитивной смесью несущего колебания и помехи.
МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СИСТЕМЫ РАДИОДОСТУПА (ДЕМОДУЛЯЦИЯ)
Какие процессы определяются при демодуляции?:
1 . Находят алгоритм демодуляции, т.е. те преобразования реализации процесса на вх демодулятора , которые необходимо выполнить для приятия решения о информационном сигнале.
2. Рассмотреть различные способы практической реализации полученного алгоритма.
Для чего мы об этом говорили?, все это нужно для синтеза оптимального алгоритма демодуляции сигнала
МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СИСТЕМЫ РАДИОДОСТУПА (ДЕМОДУЛЯЦИЯ)
Пусть процесс на входе демодулятора на очередном интервале времени (с номером i) определяется выражением: - помеха. Значение индекса – не известно и принадлежит множеству {0,1,2,3,…,M-1}
Справедливо предположение, что индекс является случайной величиной, которая при получении реализации процесса принимает значения из множества возможных значений с
одинаковой вероятностью
- аддитивная помеха является белым гауссовским шумом с односторонней спектральной плотностью N0
Ясно, что качество приема будет лучше, чем будет меньше неправильных решений о переданных информационных символах. Этот показатель характеризуется вероятностью ошибки на канальный символ.
МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СИСТЕМЫ РАДИОДОСТУПА (ДЕМОДУЛЯЦИЯ)
Мы выбрали первый показатель – вероятность ошибки на канальный символ. Далее определим критерий оптимальности алгоритма демодуляции.
Этим критерием будет минимум средней вероятности ошибки при принятии решений о принятых символах.
Опишем задачу демодуляции с учетом новых обозначений. Пусть
Если - функция времени, а М- вещественное число, то
МОДЕЛЬ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ СИСТЕМЫ РАДИОДОСТУПА (ДЕМОДУЛЯЦИЯ)
Очевидно, что если ввести много функций с указанными свойствами, и |
||
|
отличающимися друг от друга при одной реализации X(T), то они принимают разные |
|
|
значения. И по этому если эти функции использовать в качестве правил выбора |
|
|
решений при демодуляции, то они будут обеспечивать разные значения средней |
|
|
вероятности ошибки. |
|
В соответствии с критерием оптимальности нужно найти ту функцию которая |
||
|
||
|
обеспечивает наименьшее значение средней вероятности ошибки при приеме |
|
|
информационных символов. |
|
Построение такой функции называется синтезом оптимального алгоритма
демодуляции