Розробка структурної схеми демодулятора
Для визначення оптимальності приймача вводиться критерій оптимальності – ознака, за якою проводиться його оцінка як найкращого (оптимального). При передаванні дискретних первинних сигналів застосовується критерій Котельникова (ідеального спостерігача), який записується у вигляді:
Де Рпом – середня імовірність помилки, обчислюється як математичне очікування імовірності помилки Рпом(bi) кожного з дискретних первинних сигналів bi. Р(bi) – імовірність передавання сигналу bi; m – загальне число первинних сигналів.
Алгоритм оптимального приймання. Суть оптимального приймання полягає в тому, що в приймачі необхідно здійснити таке оброблення суміші сигналу та завади, щоб забезпечити виконання заданого критерію. Ця сукупність правил оброблення в приймачі носить назву алгоритму оптимального приймання заданого сигналу при дії завад. Алгоритми знаходять статистичними методами по відомих параметрах переданих сигналів та завад. Алгоритм оптимального некогерентного приймання для випадку передавання первинних сигналів b1 та b2 тривалістю Тs сигналами s1(t) та s2(t), що сформовані методом частотної маніпуляції (ЧМ-2) каналом з адитивним гауссовим шумом буде записуватись наступним чином:
|
. (6.1)
Цей алгоритм являє собою нерівність, що вказує послідовність операцій, які необхідно виконати над прийнятою сумішшю сигналу та завади z(t) для визначення переданого первинного сигналу bi. Він відображає поелементне приймання, коли рішення про сигнал, що передавався, приймається окремо для кожного сигналу незалежно від раніше прийнятого рішення.
Виконаємо докладний аналіз алгоритму для сигналу з ЧМ-2. Прийнятий сигнал із завадою z(t) необхідно перемножити з копіями переданих сигналів s1(t) та s2(t), добуток проінтегрувати на інтервалі тривалості сигналу Тs, і потім порівняти результати інтегрування. Рішення про переданий первинний сигнал виноситься за правилом: передавався той модульований сигнал sі(t) (і відповідно первиннй сигнал bі), для якого результат інтегрування більший. Так, якщо
більший за ,
то передавався сигнал s1(t) і відповідний йому первинний сигнал b1, а в разі зворотного знаку нерівності – первинний сигнал b2. Це правило позначено в алгоритмі так: біля відповідного знаку нерівності поставлено той сигнал (b1 чи b2), на перевагу якого виноситься рішення.
Cтруктурна схема демодулятора. Методика побудови структурної схеми за заданим алгоритмом наступна: необхідно виконати операції в такій послідовності, як це подано алгоритмом. Однак, в даному випадку (як і досить часто) відомості про початкову фазу прийнятого сигналу не використовуються. Такий метод приймання називають некогерентним. Він застосовується з метою спрощення схеми, або при технічних трудношах визначення початкової фази, або у каналах зі змінними параметрами (початкова фаза змінюється випадково).
Виходячи з цих особливостей, на рис. 6.1 зображена схема оптимального демодулятора, побудованого за алгоритмом. 6.1. При некогерентному прийманні рішення у РП про переданий сигнал приймається за значеннями обвідної а не за обробленими з використанням опорних сигналів миттєвими значеннями напруги як при когерентному способі. Тому у схемі відсутні генератори опорних коливань.
Традиційно для сигналів із ЧМ-2 схема двоканальна. Хоча алгоритми оптимального некогерентного приймання не відрізняються, для виділення обвідної в схему демодуляторів після кіл оброблення, – узгоджених фільтрів, вмикають у найпростішому випадку амплітудні детектори. Результати детектування порівнюються у рішаючому пристрої (РП) і на його виході формуються первинні сигнали b1 чи b2 залежно від знаку нерівності. Для роботи РП все ж необхідні тактові імпульси синхронізації, які визначають момент винесення рішення про переданий сигнал.
Схема не містить генераторів опорних коливань, бо інформація про початкову фазу не використовується