8.3. Когерентный и некогерентный приемы

Для оптимального когерентного приема необходимо выполнение следующих условий: передаваемые сигналы полностью известны и могут быть точно воспроизведены в приемном устройстве; канал связи гауссов с постоянными параметрами, искажения сигналов в канале отсутствуют; спектральная плотность аддитивной помехи известна; синхронизация принимаемых и опорных сигналов является идеальной.

Функциональная схема когерентного приемника приведена на рис. 8.3. Она состоит из перемножителя П, генератора опорного колебания Г и фильтра нижних частот ФНЧ.

Рис. 8.3. Структурная схема когерентного приёмника.

Опорное колебание s_o(t) при когерентном приеме представляет собой точную копию переданного сигнала s(t). Если сигналом s(t) является колебание с известной частотой и фазой, то в приемнике используется синхронный детектор, в котором опорное колебание синхронно с колебанием несущей частоты. При синхронном детектировании на нелинейный эле­мент (см. п. 3.6) подается сумма двух сигналов:

Тогда сигнал на выходе:

где –огибающая сигнала

На выходе синхронного детектора выделяется передаваемое сообщение, причем по соотношению к входному сигналу такая обработка практически является линейной.

Фильтр нижних частот выполняет роль интегратора, он выделяет на выходе напряжение, практически совпадающее с огибающей входного (высокочастотного) сигнала.

При некогерентном приеме априорные сведения о начальной фазе принятого сигнала не учитываются, поэтому в схеме можно применять не синхронный, а амплитудный детектор (рис. 8.4).

Рис. 8.4. Структурная схема корреляционного приёмника

8.4. Корреляционный и автокорреляционный методы приема

При корреляционном приеме некоторый момент времени Т измеряется значением функции взаимной корреляции y(T) принятого сигнала x(t)=s(t)+w(t) и опорного колебания . Структурная схема корреляционного приемника приведена на рис. 8.5. Она состоит из перемножителя П, генератора колебания Г и интегратора И.

Рис. 8.5. Структурная схема корреляционного приёмника.

В зависимости от метода регистрации сигнала на выходе корреляционный прием может быть когерентным и некогерентным.

Отношение сигнала к помехе на выходе корреляционного приемника при когерентном приеме будет равно:

(8.12)

При некогерентном приеме это отношение будет в два раза меньше:

(8.13)

Корреляционный способ приема можно рассматривать как обобщение метода накопления на сигналы произвольной формы.

В схеме автокорреляционного приемника отсутствует специальный генератор опорных колебаний (рис. 8.6).

Рис. 8.6. Структурная схема автокорреляционного приёмника.

В данной схеме имеется линия задержки ЛЗ, осуществляющая задержку принимаемого сигнала на время τ. Задержанное колебание x(t - τ) используется в качестве опорного.

При большом уровне помех (q_вx<<1) автокорреляцион­ный приемник по помехоустойчивости приближается к приемнику с квадратичным детектором. Более низкая помехоустойчивость автокорреляционного приемника по сравнению с корреляционным при любых значениях q_вx обусловлена наличием помехи в тракте опорного напряжения. Автокорреляционный прием возможен и в том случае, когда отсутствуют сведения не только о фазе сигнала, но и о частоте. Это воз­можно благодаря тому, что опорное колебание порождается самим принимаемым сигналом, а не создается специальным генератором в месте приема.