Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь (1979) (1151860), страница 61
Текст из файла (страница 61)
Фазовый шум несущей также оказывает меньшее влияние, когда применяется дифференциально-когерентная демодуляция, поскольку она главным образом сказывается в изменении фазы на интервале одного элемента. Передаваемый сигнал с МФМ дифференциально кодируется, как было описано ранее, так, чтобы закодиРовать !опг М элементов пРи каждом изменении фазы. Таким образом, гт'+1 символ при МФМ передается Лг символами л4-ичного алфавита, или 'Ф!одг М битами информации. На рис. 1!.28 приводится структурная схема дифференциально-когерентного приемника. Опорные несущие !г,,„и некогерентны с принимаемым сигналом с частотой ш=ао.
Они генерируются местным генератором !'㠄— — ] '25]п [шо г+ ф (!)]. (11. 54) ]гг.нв )' 2 соз [юо 1+ ф (!)] (11.55) и имеют имеют приблизительно ту же частоту, что и принимаемый сиг- 299 нал, а Чг(/) представляет разность фаз опорных и принимаемого сигналов. Заметим, что не предполагается когерентность опорных колебаний и принимаемого сигнала, однако предполагается, что разность фаз гр(г) существенно постоянна на интервале одного элемента.
Кроме того предполагается, что изменение фазы каж- Лаонннаенын шгнаа ннагиашнан Еи аао ашоосишеогоан надноаданои шди гтуг гш/и,ь+В,/ ° нгм Вгиодоой с гное в/гг/-виг-т//1 Рис. //.2В. Структурная схема дифференциально-шогерентного де- модулятора сигнала мнегофааной Втифференниальной Фм: à — тетероиин; УТС вЂ” устройство тактовой синкронивнпни; УРФ вЂ” устрой- ство принятия решения относитеньно иввевения йгевы (11.56) тр (Е Т) = 0 (д Т) — 0 ((д — 1) Т) — (О (д' Т) — 0 [(1 — 1) Т)) 300 дого из опорных колебаний на интервале двух символов 2Т незначительно, а именно ) гр(/) — ф(/ — 2Т) !(( 2 п/М.
Таким образом, предполагается, что гетеродин генерирует колебания приблизительно той же частоты, что и принимаемый сигнал. На практике это требование часто удовлетворяется с помощью автоподстройки частоты гетеродина. Сигналы с выходов двух фазовых детекторов интегрируются и дискретизируются с тем, чтобы получить 7,„((Т) и 7„(ьТ). Дискретизация осуществляется тактовым синхронизатором. Блок формирования функции агс1д х обеспечивает оценку 0(/Т) +гр((Т). Оценка разности фаз 0(/Т) — 0[(1 — 1)Т1 затем сравнивается с величиной й2п/М по модулю 2п для обеспечения решения о символе на выходе. Вероятность ошибочного приема символа была рассчитана [2711 и равна и/М и Рггиьс (М) нн 1 — ~ Р,(тР)/(тР=- 2 ) Р,„(ф) г(ф. — и/М л/М Разность фазовых ошибок имеет плотность вероятности 2л Р (ф) = — ~ з! и а [1+ )т„(! + соз ф ейп а)] ехр [ — )ср (1— 1 2н .
е — соз ф сйп а)] с] а, (11.57) где )тл=РсТ!~о Еэ!Ме=РсТ((Ме1окгМ) — отношение энергии сигнала, приходящейся на 1 бит к спектральной плотности шума. Для двухфазной ФМ эта вероятность ошибки является вероятностью ошибочного приема элемента (бита) и (11.56) упрощается !121: Р,, = — ехр ( — Е,(й)„) = р,, для М = 2. 1 (11.58) На рис.
11.29 построены кривые иероятности ошибочного приема символа при дифференциаль- трз но-когерентном' и когерентном р детектировании (демодуляции) сигналов с МФМ. Характеристика дифференциально-коге- .2Р =,', т "Б', А Бед рентного детектора сигналов и с двухфазной ФМ отличается, г на =0,5дБ от характеристики егг когерентного детектора при 5 Б а Е.[!с[е — — 10 дБ и больших ве- Й личинах Е,]р]а различие прис г 1 -.7 ближается к 0 дБ. Однако различие существенно увеличива- з ется, когда М)4. При М=4 в и Еэ])т'а=10 дБ ухудшение ха- и р„ рактеристик дифференциаль- й р но-когерентного детектирова- г ния по сравнению с когерент- 3 ным достигает 2,5 дБ и равно -Б р Б тр и гр гр зр 3 дБ при М)4. Таким обра- езглз ль зом, это упрощение схемы по- рис. 1йгк сравнение номехоустойчнлучено ценой ухудшения каче- веста нрн ногерентной демолулнцнн ства приема.
Однако преиму. сигнала многофааной ФМ ( — — 1 щества дифференциально-коте- н прн лнфференннальной ногерентной палов с двухфазной ФМ могут личных аначеннй М. быть существенными, особенно сдвиг фазы свгээла равен 2ллн аад если фазовый шум генератора ~саик, или когда может быть кратковременная потеря сигнала. ХаРактеристики дифференциально-когерентного детектирова"'"" ухудшаются еще больше, если применяется кодирование с исправлением ошибок. Более серьезное ухудшение имеет место при зо! малых отношениях сигнал/шум Еа//к'о=5 дБ и когда более вероятными становится спаривание и группирование ошибок из-за дифференциального детектирования, если не обеспечено соответ- ствующее чередование элемен- Б тов для уменьшения влияния -3 Б корреляции ошибок.
Многофазная фазовая ма- нипуляция высокого порядка с Бла , диффеРенциально - когеРент- + вЂ] ным детектированием более Е тс', — — т -- — — 1 чувствительна к помехам в ка- Б -'г- : ] ' -- †. — -1 нале. Например, как показано к ~ адБ ~ 0 в 1391], при Е,/Ме=!2 дБ и при 0 отношении сигнал/помеха, рав- ном 10 дБ, ухудшение достигай +, ет 2,6 — 3 дБ прн приеме сигна- 6 г — ~ — —, '""Б 1 . лов с двухфазной ФМ в завий тс- ' симости от относительной фазы помехи, тогда как при тех же отношениях сигнал/помеха В ', — ~ и Е,/Лге при четырехфазной ФМ цг д„ца да тс,з ГЕ Ухудшение увеличивается до сшсг ' ' ' 5,4 дБ. Если отношение сигрис угзо зависимость ошибки в и ие- нал/помеха Увеличить До 13ДБ ме двоичного символа ври дифференци.
при четырехфазной ФМ с двуальной когерентной демодуляции сигка- мя элементами на символ, ла Фм от нормированного доплеровско- ухудшение уменьшится до 3,5 го смегдения Фаям ашт 12041 дБ, но остается все же боль- шим, чем при двухфазной ФМ. Влияние доплеровского смещения частоты на дифференциально-когерентное детектирование сигналов исследовалось в 1204]. На рис. 11.30 приведены графики зависимости вероятности ошибки р,ш, от ЬгоТ, где Т вЂ” длительность элемента, а Аго — смегцение частоты при разных величинах Ев/Ио.
Как можно видеть для полученпя достаточно малого ухудшения характеристик сдвчг частоты должен быть такой, чтобы АнтТ(0,2. Глава 12 СЛЕЖЕНИЕ ЗА ФАЗОЙ НЕСУЩЕГО КОЛЕБАНИЯ И ФАЗОВЫЕ ШУМЫ ГЕНЕРАТОРА 12.1. ВВЕДЕНИЕ Методы когерентного приема и используемые при этом системы слежения за фазой несущего колебания и структурные схемы были описаны в гл. 11. Точность слежения за фазой несущего колебания, что является предметом исследования в данной главе, зависит от ряда факторов,' в частности, флуктуаций фазы несущей за счет кратковременной нестабильности генераторов, час- 302 тотных расстррек, динамических характеристик систем слежения, ее импульсной характеристики, требований к времени поиска и захвата сигналов, а также отношения сигнал7шум.
Немодулированное колебание на входе приемника земной станции спутниковой системы связи характеризуется флуктуациями фазы и частотными расстройками за счет неидеальности характеристик гстеродинов и преобразователей частоты. В данной главе обосновываются модели флуктуаций фазы и частотных расстроек несущего колебания. Эти модели могут быть описаны как в частотной области, так и во временнбй с помощью дисперсии частоты как функции времени усреднения, характеризующей долговременную и кратковременную нестабильность соответствующих устройств. Эти количественные характеристики нестабильности могут быть непосредственно связаны с требуемой шириной полосы пропускания следящей системы.
Результаты этого рассмотрения дополняются в $ 17.7, посвященном анализу погрешностей тактовой синхронизации, где основное внимание сосредоточено на изучении долговременной нестабильности тактовой частоты, а также рассмотрены характеристики некоторых типов атомных стандартов частоты. Для работы любой системы слежения за фазой несущей необходимо использование фазовой автоподстройки частоты. Кроме отслеживания флуктуаций фазы несущей система должна обеспечивать захват несущего колебания в пределах допустимого времени захвата в требуемых пределах частотных расстроек сигнала. При заданных статистических характеристиках принимаемого сигнала, определяющих, в частности, полосу пропускания системы ФАПЧ, может быть оценено влияние флуктуационных помех на качество работы последней.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
