Пестряков Б.В. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации (1973) (1151884), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Если исследуются потери, обусловленные неточностью изготовления и нестабильностью элементов, то параметры Уп являются случайными величинами и потери $з также являются случайными величинами и должны описываться функцией распределения ш ($в). Однако оперирование с функциями распределения в инженерной практике не всегда удобно. Наиболее целесообразной вероятностной инженерной оценкой потерь являются ожидаемые потери прп заданной вероятности того, что эти потери не будут превышены в любом случайно взятом устройстве данного типа $в, . Очевидно, что для этой вероятности можно записать ) ~, д,)(~,=уев..) (6'4) ЙЕ ож Эта вероятность задается и является функцией от гв0Ж, которая обозначена через ! ($в, ).
Можно выразить $в,„как функцию, 191 (6.1.6) обратную 1Дн,„), от задаваемой вероятности РДс ) Еа ' ), при этом Вн ож — — ать 7 (Р (Зе ) ~нож)1. (6.1.5) Обычно берут Р ($н ) $а, ) ж 0,003, так как для нормального закона распределения ы ($а) это соответствует отклонениям в 30!!з($а) [6.14, 6.22). При такой заданной вероятности ожидаемые потери Ьв, будем обозначать как $н и иногда для краткости называть максимальными потерями.
Иногда удобно оценивать потери энерп!и (достоверностн), вычисляя средние потери для множества устройств и усредняя Ес по функции распределения, т. е. !и (ве) = ) зе ш ДБ) Ае. М 6.2. Общие вопросы реализации схем с корреляторами Корреляционные схемы широко используются в различной радиотехнической аппаратуре. Имеется большое количество вариантов реализации этих схем. Выбор варианта корреляционной схемы в системах передачи информации с ШПС определяется в первую очередь тем, какие параметры сигнала известны, а какие нет. Реализация осуществляется исходя из оптимальных теоретических схем, приведенных в гл. 2 для основных сочетаний неизвестных параметров сигнала.
Во многих случаях оказывается целесообразной реализация корреляционной схемы совместно с другими схемами и устройствами, позволяющими считать известными те или иные неизвестные параметры сигнала, например со схемами поиска и синхронизации по частоте и задержке сигнала, с устройствами выделения фазы сигнала и т. д. При реализации должны быть решены следующие вопросы: а) возможное усовершенствование принципа построения корреляционной схемы, при котором по техническому выполнению она отличается от схемы, вытекающей из аналитических выражений, позволяющее упростить техническую реализацию и устранить ряд практических недостатков корреляционных схем, построенных на основе теоретических; вариантом усовершенствованной схемы является, например, часто используемый радиочастотный коррелятор; б) включение дополнительных каскадов и устройств, необходимых в реальной схеме для обеспечения согласования, усиления, разделения и т.
д.; в) сопряжение корреляционной схемы с другими частями приемного устройства (устройством поиска и синхронизации по частоте и задержке, приемником, устройством вторичной обработки информации и т. д.); г) исследование и уменьшение влияния неидеальностей схемы и элементов на потери достоверности и энергии. Не имея возможности подробно рассматривать все варианты реал!!запив схем с корреляторалп! для приема сигналов со всевозможныл!и !92 сочетаниями случайных параметров, остановимся только на наиболее типичном случае, когда используются бинарные ортогональные сигналы с неизвестными амплитудой, фазой, задержкой и частотой, Причем вопросы реализации самой корреляционной схемы будем рассматривать в предположении, что неопределенность по частоте и задержке сигнала устраняется применением соответствующих дополнительных схем и устройств.
На рис. 6.2.! приведен пример реализации такой схемы и даны функциональные устройства, входящие в ее состав. Сигнал, пройдя через приемник (Пр), обычно состоящий из усилителя высокой частоты (УВЧ), смесителя (См), гетеродина (Г) и усилителя промежуточ- Рис. 6лн1. ной частоты (УПЧ) с автоматической регулировкой усиления (АРУ), поступает на устройство поиска и синхронизации по частоте й задержке (УПС).
После того как неопределенность устранена и сигнал сопровождается по частоте и задержке, начинается процесс приема информации, заключающийся в оптимальном распознавании сигналов з, (1) и з, (1). Устройство оптимальной обработки (УОО) состоит из двух каналов, в каждом из которых имеется генератор соответствующей копии сигнала (ГКС), Каждый из этих двух каналов в свою очередь представляет собой двухканальную квадратурную схему (см. 9 2.3). На перемножающее устройство (Пм.
У) одного из квадратурных каналов копия подается со сдвигом по фазе несущей и/2, осуществляемым фазовращателями (ФВ). Если поступил сигнал з, (1) и действует помеха, то на выходах перемножающих устройств канала з, появляются видеоимпульсы длительностью Т„значение амплитуд которых определяется результатами перемножения смеси помехи с сигналом на копию сигнала, причем соотношение значений амплитуд для обоих квадратурных каналов определяется фазой сигнала.
Эти видеоимпульсы поступают на вндеочастотное интегрирующее устройство со сбросом (ВИУ). 7 За. ШО2 193 Такие корреляторы будем называть вндеочастотными. Результаты~ интегрирования стробируются по времени стробирующими устройст1 вами (Стр. У) и после возведения в квадрат на квадрирующих устройствах (Кв. У) и суммирования на суммирующем устройстве (СУ) поступают на устройство принятия решения (УПР), где производится сравнение с выходом канала з„ в котором действует помеха. Схема принятия решения выдает на устройство вторичной обработки инфор-;. мации (УВО) импульсы нормированной амплитуды и длительности символизирующие принятие той или иной гипотезы. Блок поиска и синхронизации по частоте и задержке управля частотой гетеродина приемника и синхронизирует генераторы копии сигналов по тактовой частоте и задержке, а также выдает импульс ы на сброс интеграторов и на стробирующие устройства.
Основным недостатком схемы с видеочастотным корреляторо является необходимость применения между выходом перемножителя и стробирующим устройством каскадов постоянного тока. За строби- г — --- — — —— Рис. 6.2.2. рующим устройством при реальной скважности выборок могут быть использованы каскады переменного тока. Для уменьшения числа каскадов постоянного тока стробирующие устройства целесообразно располагать непосредственно за интеграторами, Наличие в схеме каскадов постоянного тока, для которых характерен дрейф нуля, приводит, как будет показано ниже, к существенным потерям.
На рис. 6.2.2 приведен пример схемы, в которой применен радиочастотный коррелятор и даны основные функциональные устройства, входящие в нее. Для устранения необходимости применения каскадов постоянного тока в этой схеме результат перемножения перенесен на радиочастоту, для чего несущая частота в генераторах квазикопии сигнала (ГККС) сделана отличающейся от частоты сигнала. При поступлении сигнала и действии помех на выходе соответствующего пере- множителя образуются радионмпульсы длительностью Т, с разностной несущей частотой, огибающая, отклонения фазы и начальная фаза которых определяются перемножением смеси сигналов с помехой и квазикопии сигнала.
Радиоимпульсы подаются на интегрирующее уст- 194 ройство, которое в этом случае будем называть радиочастотным интегрирующим устройством (РИУ). Оно должно обеспечивать интегрирование огибающей с учетом отклонений фазы. Огибающая на выходе интегратора не зависит от начальной фазы импульса, поэтому на выходе интегратора устанавливается амплитудный детектор (Д). Отклики каналов подаются на стробирующие устройства (Стр.
У) и затем на устройство принятия решения. Преимуществом схемы обработки с радиочастотным коррелятором, помимо отсутствия каскадов постоянного тока, является возможность обработки сигналов с неизвестной фазой в одноканальной схеме. При расчете достоверности, обеспечиваемой такой схемой при идеальном выполнении аппаратуры, можно пользоваться теми же выражениями (см. гл, 2), что и при идеальном выполнении предыдущей схемы.
Рассмотренные корреляционные УОО могут представлять из себя отдельные каналы системы, в которой неопределенность по частоте и задержке устраняется применением соответствующего числа каналов, отличающихся по частоте и тактовому сдвигу (параллельный поиск и синхронизация) (см. гл. 5). В системах с последовательным поиском предусматривается устройство поиска и синхронизации по частоте и задержке (УПС), взаимодействие которого с УОО и Пр может быть следующим (рис.
6.2.2). Одним из возможных вариантов работы УПС является следующий. В режиме поиска частота гетеродина по программе скачками меняется на Л~,,„( )~Т, с периодичностью, задаваемой поисковым устройством по частоте (ПУЧ). По сигналу, поступающему с поискового порогового устройства (ППУ), изменение частоты по программе прекращается и частота гетеродина управляется по замкнутому контуру через устройство синхронизации по частоте (УСЧ), основой которого является узкополосный частотный дискриминатор. Задержка копии сигнала определяется временным положением импульсов на выходе устройства формирования синхроимпульсов (УФСИ), которое управляется генератором тактовых импульсов (ГТИ) через устройство поиска по задержке (ПУЗ). В процессе поиска по задержке после каждого цикла импульсов в )у, элементов производится сдвиг на один элемент.
Этот сдвиг прекращается по команде с выхода поискового порогового устройства и включается устройство синхронизации по задержке (УСЗ), управляющее временным положением синхроимпульсов. Следует отметить, что обычно большое число каскадов корреляционной схемы оптимального приема может использоваться в устройствах поиска и синхронизации.
6.3. Общие вопросы реализации схем с согласованными фильтрами Согласованные фильтры нашли применение в различной радиотехнической аппаратуре, в том числе и в системах передачи информации, использующих ШПС. Реальные схемы приема ШПС с согласованными фильтрами (СФ), как и корреляционные схемы, должны строить- 7' 195 ся на основе теоретических схем, приведенных в гл. 2. Так же как и при реализации схем с корреляторами, во многих случаях оказывается необходимым использовать СФ совместно с другими схемами и устройствами, позволяющими считать известными те или иные неизвестные параметры сигнала. При реализации схем с СФ должны быть решены следующие вопросы: а) сопряжение схемы с согласованнымфильтром с приемником, устройствами вторичной обработки информации, с устройствами поиска и синхронизации; б) выбор схемы и типа согласованных фильтров для ШПС, например радиочастотные или видеочастотные фильтры с использованием линий задержки с отводами или многоканальных фильтров; в) включение дополнительных каскадов и устройств, необходимых в реальной схеме для обеспечения согласования, усиления, разделения и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
