лучше, чем остальные. При увеличении числа уровней для MSK сигнала происходит увеличение полосы частот, занимаемой сигналом, в то время как для амплитудной и фазовой модуляции занимаемая полоса частот уменьшается пропорционально log2(M ) . Увеличенная полоса частот и

является платой за увеличение достоверности приема информации MSK сигнала. Однако если для амплитудной или фазовой модуляции также допустить возможность увеличения рабочей полосы частот, то выигрыш в достоверности приема для MSK становится не столь очевидным. Интуитивно это следует хотя бы из того, что возможность использования большей полосы частот для РАМ и PM сигналов позволит использовать и большую скорость передачи того же объема информации. Следовательно, появится возможность повторной передачи символов, что, очевидно, приведет к соответствующему повышению достоверности приема информации.

7.7. Когерентное детектирование

Анализ схемы приемника на рис.7.1 не является полным, если не указан способ реализации когерентного детектирования и тактовой синхронизации [9]. Работа когерентного детектора требует наличия опорной частоты, с точностью до фазы совпадающей с центральной частотой модулированного сигнала. Следовательно, приемник должен включать в себя схему высокочастотной синхронизации, называемую также схемой восстановления несущей, которая обеспечивает выделение из модулированного сигнала несущей частоты.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Оценим требования к точности фазировки опорных квадратурных компонент. Принимаемый сигнал в квадратурном виде представляется в соответствии с (3.4):

В приемнике формируются опорные квадратурные компоненты, необходимые для когерентного детектора:

где φ - случайный сдвиг фазы между принимаемым и

опорным колебаниями.

Выполняя перемножение (7.57) на (7.58) и пренебрегая высокочастотными компонентами, получим квадратурные компоненты демодулированного сигнала в baseband диапазоне:

rc (t) = x(2t) cos(f) + y2(t) sin(f); rs (t) = x(2t) cos(f) - y2(t) sin(f) . (7.59)

Из уравнения (7.59) следует, что наличие постоянного или случайного фазового сдвига f ¹ 0 между центральной

частотой модулированного колебания и частотой опорного колебания приводит к потере мощности демодулированного

сигнала пропорционально величине cos2 (f) и межсимвольной интерференции пропорционально sin(f) .

7.7.1. Когерентное детектирование BPSK сигнала

Простейший способ детектирования бинарного фазомодулированного колебания - восстановление несущей в схеме умножения частоты и демодуляция с помощью квадратурного детектора. Функциональная схема восстановления несущей при демодуляции BPSK сигнала показана на рис.7.15.

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Рис.7.15. Восстановление несущей частоты BPSK сигнала

Входные и выходные сигналы на умножителе равны sin (t) = Acos[ωct + πw(t)];

Из уравнения (7.60б) следует, что умножение на 2 "снимает" модуляцию и сигнал удвоенной частоты уже не зависит от модулирующего сигнала w(t) . Полосовой фильтр

выделяет из общего спектра умножителя сигнал удвоенной частоты 2fc. Узкополосная петля ФАПЧ служит для удаления из спектра сигнала удвоенной частоты паразитных комбинационных составляющих, расположенных в непосредственной близости от несущей. На выходе делителя на 2 имеется чистый сигнал на несущей частоте fc, синхронный с центральной частотой модулированного сигнала.

Типовая микросхема квадратурного детектора имеет структуру, показанную на рис.7.16.

x(t)

sin(ωct)

Делитель на 2

cos(ωct)

y(t)

Рис.7.16. Квадратурный детектор

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Опорный синхронизированный сигнал на частоте, равной центральной частоте модулированного колебания, поступает на вход LO. Умножитель на 2, инвертор и делители на 2 совместно обеспечивают формирование квадратурных компонент опорного сигнала. Этот метод формирования квадратурных компонент значительно более широкополосный по сравнению со сдвигом фаз с помощью реактивных элементов, так как практически не зависит от величины опорной частоты. Как показано в главе 3 (см. рис.3.3, уравнения (3.4) - (3.6)), на выходах детектора на рис.7.11 получаются квадратурные компоненты комплексной огибающей g(t) = x(t) + jy(t) сигнала с фазовой

или частотной модуляцией любого вида.

Основными источниками погрешности работы квадратурного детектора (см. рис.7.11) являются несимметрия каналов, зависящая от различия коэффициентов усиления каналов, и флуктуации фазы, вызванной случайными колебаниями опорной частоты относительно центральной частоты принимаемого модулированного сигнала. Эффективное значение случайной фазовой ошибки определяется известным уравнением [4]:

где L( f ) - спектральная плотность шума опорной частоты.

На рис.7.17 показана зависимость вероятности ошибочного приема информации от эффективной фазовой ошибки при

Рис.7.17. Достоверность приема BPSK сигнала:

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com