2.10. Многопозиционные цифровые радиосигналы

Многопозиционные сигналы– это сигналы, позволяющие одновременно передавать несколько сигналов в бинарном коде или последовательности символов с основанием кода. За счет увеличения числа значащих позиций на одном временном интервале существенно увеличивается скорость передачи информации. Наиболее распространенными многопозиционными сигналами являются ортогональные, биортогональные и симплексные сигналы.

Ортогональные сигналыобразуют эквидистантную систему в сигнальной плоскости: расстояние между любыми двумя сигнальными точками одинаковы. Коэффициент взаимной корреляции равен для ортогональных сигналов, нулю

(3.46)

где iиj- варианты сигнала длительностиT,- энергия сигнала.

Примером таких сигналов является ЧМнМС с  = 0,5.

Биортогональные сигналыобразуются по следующему правилу: к каждому ортогональному сигналу добавляется противоположный. Простейшими из биортогональных сигналов является ансамбль сзначащими позициями. Например, сигналы с фазовой манипуляцией (ФМн-4) или амплитудно-фазовой манипуляцией (АФМн-4).

При ФМн-4 сигналы имеют одинаковую энергию, а сигнальные точки располагаются на одинаковом расстоянии от начала координат в амплитудно-фазовой плоскости. Сигналы этого ансамбля можно описать как

s₁(t) = A_o cos(_ot + /4) ,

s₂(t) = A_o cos(_ot + 3/4) ,

s₃(t) = A_o cos(_ot - 3/4) ,

s₄(t) = A_o cos(_ot - /4) .

При АФМн-4 ансамбль сигналов можно представить как

s₁(t) = A_o cos_ot ,

s₂(t) = A_o cos(_ot + 2/3) ,

s₃(t) = A_o cos(_ot + 4/3) ,

s₄(t) = 0 .

Симплексные сигналыпредполагают, что сигнальные точки отстоят друг от друга на одинаковом расстоянии. Вn-мерном пространстве они образуют правильный симплекс с числом вершин. Например, в двумерном пространстве сигнальные точки могут размещаться в вершинах равностороннего треугольника.

Применение многопозиционных сигналов наряду с увеличением скорости передачи информации ведет к некоторому снижению помехоустойчивости их приема в сравнении с двоичными (бинарными) цифровыми сигналами. Физически это обусловлено тем, что у многопозиционных сигналов расстояние на амплитудно-фазовой плоскости между отдельными сигнальными точками (значащими позициями сигнала) значительно меньшее, чем у двоичного сигнала. Как следствие, коэффициент корреляции (3.46) для таких сигнальных точек значительно выше, чем для бинарных сигналов.

Для повышения эффективности ЦСПИ наряду с многопозиционными сигналами обычно широко используются помехоустойчивые коды, которые позволяют повысить достоверность передачи сообщений. На основе корректирующих кодов и многопозиционных сигналов строятся так называемые сигнально-кодовых конструкций

Схема оптимального корреляционного приемника детерминированного многопозиционного сигнала приведена на рисунке 3.33.

Структурная схема некогерентного приемника многопозиционных сигналовна согласованных фильтрах приведена на рисунке 3.34. В решающем устройстве РУ определяется канал с максимальным откликом, и если им оказываетсяi-й канал, то выносится решение о передаче сигнала.