Теория передачи сигналов (2 часть)

Корреляционный приёмник сигналов с частотной манипуляцией

Исходный двоичный сигнал

λi(t)

1

0

1

t

0

si(λi,t)

t

0

Uоп1(t)

t

0

Uоп2(t)

t

0

q1(t)

t

c

2 c

3 c

q2(t)

t

UВыХ(t)

1	0	1	t
0	2 c	3 c	4 c

261

Задержка на один такт

Корреляционный приёмник сигналов с фазовой манипуляцией

		Информационный канал				Решающее устройство
		Перемножитель					q(t)>0
						q(t)
	UВХ(t)=si(λi, t)+n(t)							1
					Интегратор		РУ	0
	Аддитивная
	смесь сигнала и						q(t)<0
	помехи
		Генератор
		опорного
			сигнала

ВЧ	НЧ		Канал синхронизации
синхронизация	синхронизация

Рассмотрен частный случай приёмника для работы с ФМ с противоположными сигналами.

262

Корреляционный приёмник сигналов с фазовой

манипуляцией

Исходный двоичный сигнал

λi(t)

1

0

1

t

0

ФМ с противоположными сигналами

si(λi,t)	t
	0

Uоп(t)

t

0

+q(t)

t

c

2 c

3 c

-q(t)

UВыХ(t)

1	0	1	t
0	2 c	3 c	4 c

Задержка на один такт	263

Некогерентный корреляционный приёмник сигналов с частотной манипуляцией

Информационный канал

Перемножитель 1

UВХ(t)=si(λi, t)+n(t)

Интегратор 1

Аддитивная

смесь сигнала и UmSin(ω1t) помехи

Генератор

опорного сигнала 1

π/2 UmCos(ω1t)

Интегратор 2

Перемножитель 2

Перемножитель 3

Интегратор 3

UmSin(ω2t)

Генератор

опорного сигнала 2

π/2

UmCos(ω2t)

Интегратор 4

q1(t)

	q	2	( t ) + q	2	( t )
		1		2

q2(t)

q3(t)

	q	2	( t ) + q	2	( t )
		3		4

q4(t)

Q1(t)

Решающее устройство

Q1(t)>Q2(t)

1

РУ

0 Q1(t)<Q2(t)

Q2(t)

НЧ

синхронизация

264

Перемножитель 4

Корреляционный приёмник сигналов с QPSK

Информационный канал

Перемножитель 1

UВХ(t)=si(λi, t)+n(t)

Интегратор 1

Аддитивная

q1(t)

смесь сигнала и

помехи

Генератор

опорного Cos(2πft+450)

сигнала 1

Перемножитель 2

q2(t)

Интегратор 2

Генератор

опорного Cos(2πft+1350)

сигнала 2

Перемножитель 3

Интегратор 3

q3(t)

Генератор

опорного Cos(2πft-450)

сигнала 3

Перемножитель 4

q4(t)

Интегратор 4

Генератор

опорного Cos(2πft-1350)

сигнала 4

Схема обладает избыточностью. Используя квадратурные каналы и поменяв правило принятия решения можно вдвое сократить число элементов.

Решающее

устройство

11

01

РУ 10 00

Max{qi(t)}

Канал синхронизации

ВЧ

синхронизация

НЧ

синхронизация

265

Корреляционный приёмник сигналов QPSK с

квадратурными каналами

Информационный канал

Перемножитель 1

UВХ(t)=si(λi, t)+n(t)

Интегратор 1

Решающее устройство

Аддитивная

смесь сигнала и

помехи

I=q1(t)

I>0, Q>0

11

Генератор

I<0, Q>0

01

опорного

Cos(2πft)

РУ

сигнала 1

Q=q2(t)

I>0, Q<0

10

Перемножитель 2

I<0, Q<0

00

Интегратор 2

Генератор

опорного Sin(2πft) сигнала 2

ВЧ	НЧ	Канал синхронизации
синхронизация	синхронизация	266

Корреляционный приёмник сигналов QPSK с

квадратурными каналами

Помимо определения знака каналов I и Q, решающее устройство может вычислять:

φ = arctg

На основании угла φ можно определить в каком квадранте сигнального созвездия находится принимаемый сигнал и, следовательно, распознать двоичную комбинацию.

267

Помехоустойчивость приёмных устройств

Вероятность ошибки в опознании элементарного символа Pош при приёме двоичных дискретных сигналов с АМ, ЧМ, ФМ и ОФМ определяется выражением:

					(1 − )
				ош =	с
						22
						п
		1	∞	2
	V(x) =		−	2 − дополнение к интегралу вероятности
		2
			0

Pс мощность сигнала, равная Um2/2.

H – число выборок на длительности символа.

rс – нормированный коэффициент взаимной корреляции между сигналами. (1-rс)=1/2 при АМ, (1-rс)=1 при ЧМ, (1-rс)=2 при ФМ.

σп2 – дисперсия (мощность) помехи.

Для квадратурной манипуляции:

ош ≈ 2ошФМ

268

Помехоустойчивость приёмных устройств

1

0,5

10-1

10-2

Вероятность ошибки

10-3

10-4

10-5

-40 Дб

-30 Дб

-20 Дб

-10 Дб

0

Отношение сигнал/помеха

АМ

ЧМ

ФМ

269

Контрольные вопросы по разделу

1.Блок-схема обработки сигналов.

2.Задачи приёмного устройства.

3.Обнаружение сигналов.

4.Использование кода Баркера для внутриимпульсной модуляции при различении сигналов.

5.Корреляционный приём АМ сигналов.

6.Корреляционный приём ЧМ сигналов.

7.Корреляционный приём ФМ сигналов.

8.Некогерентный корреляционный приём ЧМ сигналов.

9.Корреляционный приём сигналов с QPSK.

10.Помехоустойчивость приёмных устройств.

270