Варакин Л.Е. Теория систем сигналов (1978) (1151881), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Причем СФМ обладают относительно малой полосой (Р ( 1 МГц) при времени задержки (длительности сигнала) Т ( 100 †!50 мкс, а МКФ вЂ” относительно большой полосой (Р 1 — ЗО МГц), но малой длительностью сигнала (Т ( 1 — 20 мкс). В соответствии с такими свойствами представляется естественным объединить МКФ и СФМ, т. е. использовать комбинированный метод обработки, ко. х СЭ гч ирз Рис. дд торый должен сочетать широкую полосу частот, присущую частотному методу (МКФ), относительно большую длительность, присущую временному методу (СФМ), и простоту изготовления, настройки и эксплуатации обоих методов.
При построении .комбинированных схем обработки, соответствующих таким методам, главную роль играет соотношение полос пропускания МКФ и СФМ. Когда полосы равны, существенного увеличения базы получить нельзя, но из-за уменьшения числа отводов у МЭЛЗ базу все-таки можно увеличить. Такой случай назовем случаем раенополооных фильтров. Большой интерес представляет случай, когда полоса МКФ много больше полосы СФМ, т. е. случай разнопологных 4ильтров. Отметим, что будем рассматривать прием квазидетерминированного сигнала (со случайной начальной фазой).
В настоящее время известно большое число комбинированных схем (см., например, И64)). Остановимся на двух из них. Структурная схема оптимального приемника с равнополосными фильтрами приведена на рис. 6.5. С выхода МКФ напряжение поступает на два квадратурных канала, состоящих из перемножителя, СФМ и квадратора (Кв). Напряжения с квадраторов поступают на сумматор. Представленная схема является накопителем для квази- детерминированного сигнала [105). Принцип работы такой схемы известен (см.
рис. 6.4), поэтому останавливаться на нем не будем. 143 База обрабатываемого сигнала равна произведению базы частотного сигнала, обрабатываемого МКФ, на базу дискретного сигнала, обрабатываемого СФМ. В целом сигнал является дискретным составным сигналом. На рис. 6.6 представлена структурная схема квазиоптимального приемника с разнополосными фильтрами.
Пусть Рмке, Рсем— полосы пропускания МКФ и СФМ. Если число каналов равно Лг, то РмкФ вЂ” )УРСФм (6.12) Каждый канал приемника рис. 6.6 совпадает с приемником рис. 6.5, начиная от МКФ. Вся полоса частот, занимаемая сигналом, делится Рис, 6.6 Рис. 6.5 на Ж полос, каждой соответствует свой канальный полосовой фильтр. Частоты га„..., га„, ..., ын удовлетворяют равенству а„= га, + (л — 1) Лга, Лгв = 2лР!У. (6.13) Напряжения с такими частотами формируются генератором сетки частот, который на схеме не показан. Хотя общая база сигнала равна УВсем, сжатие сигнала определяется только базой МЭЛЗ (т. е. величиной Всем), так как в каждом канале выделяется огибающая и устраняется фазовая структура.
Рассмотренные в данном параграфе методы нашли широкое применение на практике. Используя их, можно найти большое число различных конкретных схем обработки сигналов. 6.3. Дискретный согласованный фильтр Дискретный согласованный фильтр (ДСФ) является цифровым (дискретным) устройством обработки непрерывных (аналоговых) сигналов. Подробно принцип действия ДСФ и его помехоустойчивость рассмотрены в работах (2, 17, 45, 70, 74, 91, 112, 192]. Принцип действия ДСФ основан на квантовании непрерывного колебания (рис. 6.7, а) по времени и по амплитуде.
Квантование 144 по времени осуществляется с интервалом, который определяется структурой используемых сигналов и требованиями к общей ошибке. Например, если используются дискретные фазоманипулированные сигналы с длительностью элементов Л1, то интервал квантования по времени обычно выбирается равным И или Лгй2 [74].1ввантование по амплитуде осуществляется на два уровня + 1 и — 1 '(рис. 6.7, б).
Поскольку ДСФ имеет регистр сдвига, работающий с двумя уровнями 1 и О, то двустороннее квантованное колебание (рис. 6.7, б) необходимо превратить в одностороннее (рис. 6.7, н). Дискретная часть ДСФ производит цифровую обработку (когерентное накопле- х ние с учетом фазовой структуры сигнала) одностороннего колеба- й ния (рис. 6.7, в). Структурная схема ДСФ приве- л) дена на рис. 6.8. Непрерывное радиочастотное колебание с выхода линейной части приемника с помощью умножителя переводится в а7 область видеочастот, проходит через фильтр нижних частот и посту- 1 пает на первое решающее устройство (1 РУ)*.
Напряжение на вхо- р! де 1РУ имеет вид, изображенный на рис. 6.7, а. Первое решающее устройство состоит из двустороннего ограничителя и каскада совпадения «1». В 1 РУ производится квантование (дискретизация) сигнала по времени и по амплитуде на два уровня 1 и О. Напряжение на выходе 1 РУ изображено на рнс. 6.7, в. Как следует нз принципа работы 1 РУ, оно принимает решение о знаке непрерывного колебания в момент отсчета. Генератор тактовых импульсов определяет момент отсчета и управляет работой ДСФ в целом, определяя синхронность работы каскада совпадения и регистра сдвига (Ксх).
Регистр сдвига выполнен на Р- триггерах и является дискретной линией задержки. С каждым тактом выборочные значения продвигаются на единицу времени задержки, равную интервалу квантования по времени. Регистр сдвига представляет собой последовательность триггерных ячеек, каждая из которых имеет два выхода: 1 (прямой) и О (инверсный).
Производя сложение в сумматоре напряжений с различных выходов триггеров, можно получать различные импульсные характеристики ДСФ, т. е. согласовывать его с различными сигналами. ДСФ рис. 6.8 согласован с дискретным фазоманипулированным сигналом, кодовая последовательность которого есть О 1 О 1 1. Напряжение с выхода * Второе решающее устройство является обычным решающим устройством, расположенным на выходе оптимального приемника и принимающим решения об информационных символах.
145 сумматора может использоваться обычным образом. При когерентном приеме двух противоположных сигналов оно непосредственно должно поступать на второе решающее устройство. При некогерентном приеме на каждый сигнал должно приходиться два квадратурных канала, выполненных по структурной схеме рис. 6.8, но с двумя опорными колебаниями соз в,1 и з!и а,й Свойства ДСФ имеют много общего со свойствами обычного линейного согласованного фильтра (ЛСФ) (2.23). Что же касается особых свойств, одно из них заключается в том, что напряжение на выходе ДСФ не является АКФ сигнала, которая имеет место на выходе ЛСФ. На рис. 6.9 представлена ненормированная АКФ сигнала Баркера с числом символов У = 11 (тонкая линия) и напряжение на выходе ДСФ (толстая линия). Напряжение на выходе ДСФ от- ге г„ Ри».
6.6 лнчается от напряжения на выходе ЛСФ не только своей дискретной структурой, но и формой: уровень боковых пиков иной н имеется значительная постоянная составляющая (штриховая линия). Это объясняется тем, что основным элементом ДСФ является регистр сдвига. Даже если на входе приемника не будет сигнала, то и тогда на выходе ДСФ будет определенная постоянная составляющая (в данном примере она равна 6, если на входе ДСФ нули).
Для конкретных сигналов напряжение на выходе ДСФ нетрудно просчитать. При этом можно показать, что изменение уровня боковых пиков не превосходит величины п1В, где п — число одинаковых символов, расположенных друг за другом,  — база сигнала, равная числу символов. Например, для М-последовательностей и = 1оя, В и с увеличением В отличие между АКФ и напряжением на выходе ДСФ уменьшается. Помехоустойчивость ДСФ. Сделаем следующие предположения !17, 45, 70). Допустим, что осуществляется когерентный прием дискретного фазоманипулированного сигнала с числом символов У = В и энергией Е.
Информация передается с помощью фазовой манипуляции, т. е. противоположными сигналами. Положим, что шум является нормальным случайным процессом с равномерной спектральной плотностью мощности У,. Каждый импульс сигнала принимается оптимально, что требует синхронизации генератора тактовых импульсов. Для определения вероятности ошибки Р, д при приеме с помощью ДСФ необходимо знать закон распределения напряжения 146 на его выходе в момент отсчета. Как было отмечено ранее, ДСФ производит квантование (дискретизацию) сигнала по амплитуде и по времени и выносит решение о знаках выборочных значений. Полученная выборка принимаемого сигнала вписывается в регистр сдвига.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
