Пестряков Б.В. Шумоподобные сигналы в системах передачи информации (1973) (1151884), страница 40
Текст из файла (страница 40)
д.; г) исследование влияния неточности и нестабиль- Рис. 6.3.1. ности элементов фильтра, а также других каскадов и функциональных устройств, неидеальности выполнения функций и паразитных параметров и т. д. Не имея возможности подробно рассмотреть большое количество вариантов схем оптимального приема ШПС с согласованными фильтрами, в дальнейшем в основном будем иметь в виду их реализацию для наиболее распространенного в системах передачи информации с ШПС случая приема бинарных ортогональиых ФМн сигналов с неизвестной амплитудой, фазой, частотой и задержкой, предполагая, что применение соответствующих устройств устраняет неопределенность и осуществляется синхронизация по задержке и по частоте, что позволяет реализовать СФ на основе теоретической схемы, оптимальной для приема сигнала с известной частотой и задержкой. Пример схемы с радиочастотным СФ и основные функциональные устройства, входящие в ее состав, даны на рис.
6,3.1. Сигнал с выхода приемника поступает на устройство оптимального распознавания сигналов, состоящее из двух каналов: канала сигнала з, и канала сигнала з,. В свою очередь каждый из каналов состоит из согласованного с соответствующим сигналом радиочастотного фильтра (РСФ), детектора (Д) и стробирующего устройства (Стр. У). Результаты работы каналов сравниваются в устройстве принятия решения (УПР).
196 В начале работы осуществляется поиск сигнала по частоте путем перестройки частоты гетеродина приемника по программе до срабатывания поискового порогового устройства (ППУ). После «захвата» сигнала по частоте включается устройство синхронизации по частоте (УСЧ) и поиск прекращается. Устройство синхронизации по частоте может представлять собой частотный дискриминатор, сигнал ошибки с которого управляет частотой гетеродина приемника.
В связи с тем, что СФ инвариантен к задержке сигнала, в таких схемах поиск по задержке не осуществляется. Однако остается необходимость фиксировать момент появления основного выброса ФАК при приеме первого сигнала и, пользуясь им, обеспечивать функционирование схемы слежения за задержкой, так как в системах, использующих ШПС, обязательно требуется стробирование момента принятия решения о распознавании сигналов. Причины этого изложены в гл.
5. Поэтому с выходов детекторов двух каналов отклики подаются на поисковое пороговое устройство, которое управляет включением и режимом устройства синхронизации по задержке (УСЗ), и на УСЗ. УСЗ может работать по принципу или следящей системы, осуществляющей слежение за временным положением импульсов на выходе детекторов, или узкополосного накопительного устройства. Напряжение, поступающее с УСЗ, управляет устройством формирования синхроимпульсов (УФСИ), импульсы с которого подаются в необходимые точки схемы. Как будет видно из дальнейшего, реализация радиочастотных согласованных фильтров для ШПС часто связана со значительными трудностями, поэтому цечесообразно рассмотреть также другой вариант построения схем, в которых применяются видеочастотные СФ, позволяющие вести прием некоторых видов ШПС, например ФМн, и предъявляющие менее жесткие требования к элементам по точности, стабильности и высокочастотности.
При этом основной особенностью является использование синхронных детекторов, которые позволяют перевести спектр сигнала в область видеочастот. При этом схема в целом остается линейной. Неизвестность фазы сигнала приводит к необходимости применения двух каналов с двумя квадратурно включенными синхронными детекторами, двумя видеочастотными фильтрами с квадраторами и суммирующим устройством. Пример схемы с видеочастотными СФ приведен на рис.
6.3.2. В этой схеме сигналы с выхода приемника поступают на синхронные детекторы (СД), на опорные входы которых подается напряжение с генератора опорного напряжения (ГОН) непосредственно или через фазовращатели (ФВ), осуществляющие сдвиг фазы на я/2. Видеокоды с выходов синхронных детекторов поступают на согласованные видео- частотные фильтры (ВСФ). Результаты согласованной фильтрации квадрируются и после суммирования сравниваются в УПР с результатом работы другого канала. Сопряжение таких фильтров с приемником, устройством вторичной обработки и устройством поиска и синхронизации осуществляется так же, как и радиочастотных фильтров.
197 Как будет показано ниже, использование радиочастотных и видеочастотных фильтров дает возможность осуществлять прием сигналов с ограниченной базой. В случае необходимости приема сигналов с большими базами или для облегчения требований к элементам фильтров в некоторых случаях могут быть использованы многокаскадные или составные согласованные фильтры. Основная особенность таких фильтров состоит в следующем.
Сигнал можно представить состоящим из частей, или сегментов, каждый из которых можно рассматривать как ШПС с базой Б, = = Б,/Л'„где У, — количество сегментов. Для оптимальной обработки каждого из сегментов можно использовать СФ на значительно меньшую базу, причем часто согласованные фильтры на все сегменты Рис. 6.3.2. могут быть построены с использованием общих элементов . Отклики на выходах этих фильтров могут быть обработаны совместно фильтром, который согласован с их последовательностью . Составные СФ позволяют получить большие преимущества, если они реализуются с ис. пользованием видеочастотных фильтров . Возможно и комбинированное использование видео- и радиочастотных фильтров . Многокаскадные СФ особенно удобно применять пр и приеме составных ШПС, состоящих из квазислучайной последовательности У„двух сложных элементов с базой Б„, каждый из которых в свою очередь состоит из своей квазислучайной последовательности простых элементов (см, гл.
3). В седьмой главе даны квазиоптимальные схемы обработки таких сигналов с использованием детектора после фильтра, согласованного со сложным элементом. Лля линейной обработки таких сигналов может быть использована, например, схема, в которой сложные элементы (СЭ) с базой Б„, являющиеся противоположными внутри данного сигнала и ортогональными по отношению к сложным элементам другого сигнала, обрабатываются радиочастотными СФ.
Затем в квадратурных ветвях осуществляется синхронное детектирование, в результате появляются отклики в виде огибающих ФАК сложных элементов сигнала, которые «удлиняются» с помощью линейных удлинительных устройств, реализованных, например, на линиях задержки. На выходе удлинитель- 198 ных устройств получаются видеокоды с базой, равной Б,/Б„= М„, которые обрабатываются видеочастотными СФ, отклики которых возводятся в квадрат, суммируются и подаются на устройство принятия решения.
Применение такого метода для приема составного сигнала позволяет получить ряд преимуществ, например, уменьшить количество отводов в линиях задержки, существенно снизить требования к точности изготовления и стабильности элементов фильтров, к их частотным характеристикам и т. д. (см.
9 6.10), так как на радио- и видеочастоте обрабатываются ксигналы» с небольшой базой. Влияние неидеальности элементов СФ и паразитных параметров на потери достоверности и энергии оказывается обычно более существенным, чем в корреляторах, и приводит к ограничению величины базы сигнала, для которой могут быть реализованы СФ. 6.4.
Влияние отклонений коэффициентов передачи и смещений, эквивалентных смещению порога, на достоверность и потери энергии 6.4.1. Причины влияния отклонений коэффициентов передачи и смещения порога на потери Всем функциональным устройствам и каскадам, помимо специфических неидеальностей, свойственно наличие отклонений и нестабильностей коэффициентов передачи, что вызывает отклонения коэффициентов передачи каналов УОО и приводит к потерям во всех реальных схемах оптимального приема. Под каналами УОО или просто каналами здесь будут пониматься параллельные ветви УОО, состоящие из последовательного соединения одинаковых функциональных устройств.
Для того чтобы выявить требования, которые предъявляет реализация устройств оптимальной обработки к точности и стабильности коэффициентов передачи каскадов и функциональных устройств, в этом параграфе будет рассмотрено, как указанные неидеальности сказываются на потерях достоверности и энергии. При наличии отклонений коэффициента передачи установленный порог перестает быть оптимальным, что, очевидно, приводит к потерям. В качестве примера на рис. 6.4.1 показаны распределения напряжений смеси и (г„ р) и помехи ш (г» р) при приеме сигнала с пассивной паузой при реальном коэффициейте передачи Кр, большем, чем идеальный коэффициент К„ с которым согласовано идеальное значение порога П,.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
