Контрольные вопросы

1. Опишите два способа согласованной фильтрации радиоимпульсов.

2. Объясните назначение схемы восстановления несущего колебания.

9. Оптимальные демодуляторы одномерных полосовых сигналов

Рассмотрим одномерные сигналы. Это сигналы АМ-M и ФМ-2. Канальные символы описываются

, (9.1)

где – радиоимпульс с определенными временными и спектральными характеристиками, максимальное значение и энергия которого равны 1;

а_і – коэффициенты, отображающие n = log₂M переданных бит согласно модуляционному коду.

Выше было найдено, что основными элементами оптимального демодулятора являются: согласованный фильтр, дискретизатор и схема решения. Выше было сказано, что оптимальную фильтрацию радиоимпульсов следует выполнять схемой, которая содержит синхронный детектор и низкочастотный согласованный фильтр. Для работы синхронного детектора необходимое колебание , вырабатываемое схемой восстановления несущего колебания (ВН). Работой дискретизатора управляют импульсы, поступающие от схемы тактовой синхронизации (ТС). Поэтому схема демодулятора имеет вид, показанный на рис. 9.1.

Правило вынесения решения формулируется на основе разбивки пространства канальных символов на М непересекающихся областей s_i, i = 0, …, М – 1; каждая область s_i – это совокупность точек, которые ближе к сигналу s_i(t), чем к другим сигналам. Схема решений выдает решение битами согласно модуляционному коду.

Контрольные вопросы

1. Объясните назначение отдельных блоков оптимального демодулятора сигналов АМ-M и ФМ-2.

2. Сформулируйте правило вынесения решения на основе разбивки пространства канальных символов на М областей.

10. Оптимальные демодуляторы двумерных полосовых сигналов

В случае двумерных сигналов ФМ-M (M  4), АФМ-M, КАМ-M канальные символы описываются

, (10.1)

где а_сі и а_sі – пары коэффициенты, которые отображают n = log₂M передаваемых бит согласно модуляционному коду.

Канальные символы состоят из косинусных и синусных импульсов. Их необходимо разделить. Это осуществляется с помощью двух синхронных детекторов, которые отличаются опорными колебаниями – если опорное колебание cos2f₀t, то детектор не реагирует на синусную составляющую входного сигнала, если опорное колебание sin 2f₀t, то детектор не реагирует на косинусную составляющую входного сигнала. Поэтому с помощью двух детекторов осуществляется разделение косинусного и синусного импульсов и последующая их раздельная обработка в двух подканалах демодулятора (рис. 10.1): согласованная фильтрация и дискретизация. Оценки коэффициентов поступают на схему решения.

Как и в случае одномерных сигналов, правило вынесения решений формулируется на основе разбивки пространства сигналов на М непересекающихся областей s_i, i = 0, …, М – 1; каждая область s_i – это совокупность точек, которые ближе к сигналу s_i(t), чем к другим сигналам. Отличие заключается в том, что пространство сигналов двумерное. Если точка () попала в область сигналаs_i, то выносится решение о том, что передавался сигнал s_i. Схема решения выдает решение битами согласно модуляционному коду.

На рис. 10.2 показанная разбивка пространств канальных символов на области сигналов. Границы областей показаны жирными линиями. В случае сигнала ФМ-4 области сигналов – 4 квадранта; в случае сигнала ФМ-8 области сигналов – 8 секторов; в случае сигнала КАМ-16 области сигналов образованы вертикальными и горизонтальными прямыми. Благодаря простоте разбивки пространства двумерных сигналов КАМ-М на области сигналов они получили самое широкое распространение среди сигналов АФМ-М.

К двумерным сигналам относятся также сигналы ЧМ-2. Канальные символы описываются

, (10.2)

где f – разнос частот.

Если разнос частот удовлетворяет условию f = k/(2Т), где k = 1, 2, …, то сигналы ортогональные, и они могут быть разделены синхронными детекторами (аналогично разделению косинусного и синусного импульсов). Схема оптимального демодулятора сигнала ЧМ-2 подобна схеме, приведенной на рис. 10.1, но отличается опорными колебаниями в синхронных детекторах (рис. 10.3).

На рис. 10.4 показанная разбивка пространства канальных символов ЧМ-2 на области сигналов. Граница областей показана жирной линией. Из этого рисунку видно, что для вынесения решения о переданном сигнале достаточно сравнить оценки амплитуд сигналов s₀(t) и s₁(t): если >, то выносится решениеи наоборот.