Скляр Б. Цифровая связь (2003) (1151859), страница 50
Текст из файла (страница 50)
По этой причине некогерентный детектор обычно требует вдвое большего числа ветвей-каналов, чем когеренгный. На рис. 4.18 показаны синфазный (1) и квадратурный ((1) каналы, используемые для некогерентного детектирования набора сипилов в бинарной модуляции гБК (ВГИК). Отметим, что две верхние ветви настроены на детектирование сигнала с частотой ю,; для синфазной ветви опорный сигнал имеет вид ,/2/Т созш,г, а для квадратурной — т/2/Т зтютг . Подобным образом две нижние ветви настроены на детектирование сигнала с частотой оз,; для синфазной ветви опорный сигнал имеет вид,/2/Т соз тазг, а для кввлратурной — т/2/Т ив и, г. Предположим„что принятый сигнал Кс) имеет вид точно соз сор+ л(г), т.е.
фаза точно равна нулю. Следовательно, сигнальный компонент принятого сигнала точно соответствует (по частоте и фазе) опорному сигналу верхней ветви. В такой ситуации максимальный выход должен дать интегратор произведений верхней ветви. Вторая ветвь должна дать нулевой выход (проинтегрированный шум с нулевым средним), поскольку ее опорный сигнал т/2/Тв(пот,г ортогонален сигнальному компоненту сигнала Кс). При ортогональной передаче сигналов (см, раздел 4.5.4) третья и четвертая ветви также должны дать близкие к нулю выходы порядка нуля, поскольку их опорные сигналы также ортогональны сигнальному компоненту сигнала Кг).
Суммирование энергии Тестовая синфазного и статистика и Возведение квадратурного принятие Корреляция ~2/Гсов ы1г Рве. 4. 18. Квадралгурггыд лряемлак 225 4.5. Некогерентное детектирование Рассмотрим теперь другую возможность. Пусть принятый сигнал г(г) имеет вид з)пю,/+ п(г). В этом случае максимальный выход должна дать вторая ветвь схемы (рис. 4.18), а выходы других ветвей должны быть близки нулю. В реальной системе сигнал т(т) скорее всего описывается выражением сов (го,/+ ф)+ и(/), т.е.
входной сигнал будет частично коррелировать с опорным сигналом соз тл,г и частично — с сигналом йп то,г. Поэтому некогерентный квадратурный приемник ортогональных сипшлов и требует синфазной и квадратурной ветви для каждого возможного сигнала набора Блоки, показанные на рис. 4.18 после интеграторов произведений, выполняют операцию возведения в квадрат, что предотврашает появление возможных отрицательных значений. Затем для каждого класса сигналов набора (в бинарном случае — для двух) складываются величины г,' из синфазного канала и гт' из квалратурного канала. На конечном этапе формируется тестовая статистика г(?) и выбирается сигнал с частотой го, нли оь, в зависимости от того, какая пара детекторов энергии дала максимальный выход.
Существует еше одна возможная реализация некогерентного детектирования сигналов ГЗК. В этом случае используются полосовые фильтры, центрированные на частоте /;= го/2я с полосой 1т/т 1/Т, за которыми, как показано на рис. 4.19, следуют детекторы огибающей. Детектор огибаюшей состоит из выпрямителя н фильтра нижних частот, Детекторы согласовываются с огибающими сигнала, а не с самими сигналами. При определении огибаюшей фаза несушей не имеет значения.
При бинарной РЗК решение относительно значения переданного символа принимается путем определения, какой из двух детекторов огибаюшей дает большую амплитуду на момент измерения. Подобным образом для системы, используюшей многочастотную фазовую манипуляцию (пш!йр!е (гецпепсу з)вй-ассу(п8 — МРВК), решение относительно принадлежности переданного символа к одному из М возможных принимается путем определения, какой из М детекторов огибаюшей дает максимальный выход. Полосовыв фильтры, ивнтрироввиныв ив чвсготв /, с полосой И~с= 1/Т д(г) глг) влг)+ пбд Рис.
4./Д Некоггргнтног детектирование сигналов гог(' с исполиованнсн детекторов огибающей Детектор огибающей, изображенный на блочной диаграмме рис. 4.19, кажется проще квадратурного приемника, показанного на рис. 4.18, но не стоит забывать, по использование (аналоговых) фильтров обычно приводит к большей массе и стоимости детекторов огибающей по сравнению с квадратурным приемником. Поскольку квадратурные приемники могут реализовываться цифровым образом, с появлением больших интегральных схем их использование в качестве некогерентных детекторов стало предпочтительнее. Детектор, показанный на рис. 4.19, может реализовываться цифровым образом, использование аналоговых фильтров заменяется выполнением дискрет- гноил л гьтпгитолля мопнляыия и демедупяция ного преобразования Фурье.
Подобная структура обычно сложнее цифровой реализации квадратурного приемника. 4.5.4. Расстояние между тонами для некогерентной ортогональной передачи РЗК-модулированных сигналов Частотная манипуляция (6еоцепсу з)вут 'кеу(пй — гБК) обычно реализуется как ортогональная передача сигналов, хотя ортогональными являются не все сигналы гБК Что мы подразумеваем под ортогональносп,ю, когда речь идет о тонах сигнального множества? Предположим, что мы используем два тона~ = 10000 Гц и 6=11000 Гц. Ортогональны ли они между собой? Другими словами, удовлетворяют ли они критерию ортогональности (уравнение (3.39)) и не коррелируют ли в течение периода передачи символа?? Пока у нас недостаточно информации, чтобы отвеппь на этот вопрос.
Вообще, тоны ~ и уг являются ортогональными, если при переданном тоне 1; дискретная огибающая на выходе принимающего фильтра, настроенного на Тг, дает нуль (т.е. отсутствуют перекрестные помехи). Подобная ортогональность между тонами сигнального множества ГБК обеспечивается, если любая пара тонов множества разделена по частоте расстоянием, кратным 1!Т Гц. (Зто доказывается ниже, в примере 4.3.) Тон с частотой~, который включается на время передачи символа (Тс) и после этого выключается (такой, как тон гБК, приведенный в выражении (4.8)), аналитически можно описать следующим образом: л,(г) = (соз 2яр", 1) гесг (1!т), где 1 для — Т!2<1< Т!2 0 для ~1)>Т!2 р т Из табл. А.1 находим Фурье-образ л,(1): Ял(1)) = Тйвс((-Ят.
Здесь функция з(яс определена выражением (1.39). Спектры подобных соседствующих тонов — тона 1 с частотой р, и тона 2 с частотой 6 — показаны на рис. 4.20. 1- 1г)Г гипс гг 11 Рис. 4.22 Минималмгое расстанное мемеду тонами длн ортогональной передачи сигналов гог( с некогерентным детектирование 4.5. Некогепентное детектирование 227 4.5.4.1. Минимальное расстояние между тонами и ширина полосы Для того чтобы некогерентно детектируемый тон давал максимальный сипая на выходе "своего" фильтра и нулевой сигнал — на выходе любого соседнего фильтра (схема на рис.
4.19), максимум спектра тона 1 должен совпадать с одним из переходов через нуль спектра тона 2, а максимум спектра тона 2 должен приходиться на один из переходов через нуль спектра тона !. Расстояние по частоте между центром спектрального главного лепестка и первым переходом через нуль является линннпзьньш необходимым расстоянием мезк0) тонамм При некогерентном детектировании это соответствует минимальному расстоянию между тонами, которое, как показано на рис. 4.20, равно вТ Гц. Несмотря на то что использование схемы ГБК подразумевает передачу в течение каждого интервала передачи символа всего одного однополосного тона, когда мы говорим о ширине полосы сигнала, подразумеваем спектр, достаточный для всех тонов М-арного множества Следовательно, для модуляции ГЯК требования к полосе связаны со спектральным расстоянием между тонами.
Можно считать, что с каждым из группы соседствующих тонов связан спектр, простирающийся в обе стороны от максимального значения на величину, равную половине расстояния между тонами. Следовательно, для бинарной модуляции РЯК, изображенной на рис. 4.20, ширина полосы передачи равна спектру, находящемуся между тонами, плюс области слева и справа, ширина которых равна половине расстояния между тонами.
Общий спектр, таким образом, равен удвоенному расстоянию между тонами. Зкстраполируя этот результат на М-арный случай, получаем, по ширина полосы сигнала в ортогональной молуляции МГБК с некогерентным детектированием равна вйТ. До сих пор мы рассматривали только некогерентное детектирование сигналов в ортогональной модуляции ГБК. Будет ли отличаться критерий минимального расстояния между тонами (и, как следствие, ширина полосы) при когерентном детектировании? Разумеется, да. Как будет показано ниже, в примере 4.3, при использовании когерентного детектирования минимальное расстояние между тонами снижается до )12Т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
