Методичні вказівки

Ціль роботи

Дослідження некоГЕРЕНТНОГО приймача двійкових радіосигналів і його завадостійкості

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

Дослідження принципів функціонування некогерентного приймання приймачів двійкових сигналів, завадостійкості приймачів, порівняння результатів експериментальних досліджень з теоретично досяжними можливостями.

При підготовці до виконання лабораторної роботи необхідно вивчити тему 14 по конспекту лекцій та рекомендовану літературу [1, c. 93-102; 2, с. 178 - 158; 5, с. 164 - 167; 6, с. 168 – 183]. Особливу увага звернути на наступні основні положення.

В лабораторній роботі №4 розглянуті теоретичні засади приймання дискретних радіосигналів у випадку, коли лінія зв’язку тільки послаблює сигнал, не змінюючи його форми, тобто випадок приймання сигналів з повністю відомими параметрами. В реальних умовах форма сигналу спотворюється. Якщо послаблення сигналу а – випадкова величина, що повільно змінюється, але практично постійна на інтервалах Т_с приймання здійснюється за вирішуючим правилом

R=max p(x_i)w (5.1)

При випадковому значенні а необхідно осереднити результат за законом розподілу w(a), тоді при рівно імовірних сигналах вирішуючи правило прийме вигляд

(5.2)

Із співвідношення (5.2) витікає, що при такому підході структура оптимального приймача залишиться такою ж, як і у випадку цілком відомих сигналів.

Імовірність помилкового приймання протилежних сигналів у випадку, коли розподіл w(a) за законом Релея, обчислюється за формулою

де

Розглянемо далі випадок, коли лінія вносить в сигнали тільки випадковий зсув початкової фази, що має місце в переважній більшості реальних ситуацій. При цьому, якщо

S(t,x_i)=S×cosw_it (0<t T_c),

Сигнали на виході лінії (вході приймача)

S_вих(t,x_i)=S×cos(w_it-0) (5.3)

Вихідні сигнали (5.3) можна подати у вигляді двох складових із випадковими амплітудами, але постійними фазами

S(t,x_i)=S×cosq×cosw_it-S×sinq×sinw_it=b×S×cosw_it-c S×sinw_it, (5.4)

Із (5.4) видно, що спотворюючу дію лінії можна звести до появи в точці приймання двох складових сигналу: косинусоїдниї та синусоїдної. Алгоритм роботи приймача в цьому випадку

(5.5)

Із цього виразу видно, що оптимальний приймач виконує кореляцію прийнятої реалізації y(t) із зразками обох складових сигналу (5.4). Зведення результатів у квадрати перед складанням та виборам максимуму викликано тим, що величини b та с можуть бути як позитивними, так і негативними. Структурна схема, яка відповідає алгоритму (5.5) при М=2, наведена на рис. 5.1а. Цей алгоритм можна реалізувати також і за допомогою узгоджених фільтрів та детекторів огинаючих вихідних коливань (рис. 5.1б), після яких і береться відлік.

а)

б)

Рисунок 5.1 – Структурні схеми оптимальних приймачів при невідомій початковій фазі сигналів, реалізованих на основі кореляційної обробки (а) та на основі узгоджених фільтрів (б).

Фізика процесів також зрозуміла: якщо на вхід узгодженого з сигналом S(t,x_i) фільтра подати зсунутий по фазі сигнал, то завдяки лінійності фільтра має місце затримка коливання на виході фільтра. Тому відлік в момент t=Tc не співпадає з максимумом напруги. Враховуючи випадковість цього зсуву найкращою стратегією є відлік огинаючої, а не миттєвого значення коливання.

Співставимо випадок приймання сигналів при відсутності випадкової фази (тобто точно відомих по формі сигналів) і при наявності випадкової фази. Перший випадок прийнять називати когерентним, другий – некогерентним прийманням. Некогерентне приймання найчастіше застосовується в реальних системах зв’язку.

При некогерентному прийманні ортогональних сигналів (частотній маніпуляції) імовірність помилки дорівнює

(5.6)

При некогерентному прийманні амплітудно-маніпульованих сигналів

(5.7)

Співставляючи вирази при однакових значеннях імовірності помилки, можна встановити, який енергетичний програш дає застосування некогерентного приймання у порівнянні з когерентним. Розрахунки показують, що для забезпечення р_е=10^-3...10^-6 при некогерентного прийманні необхідно збільшувати енергію сигналу на 15-30% у порівнянні з когерентним, тобто програш невеликий.

У більш загальному випадку неідеальність лінії обумовлює випадкові зміни амплітуди і фази. Імовірність помилок при цьому збільшується, тому що незалежно діють обидва розглянутих фактори. Можна показати, що в цьому випадку імовірність помилок при розпізнаванні бінарних ортогональних сигналів (частотна маніпуляція) дорівнює

де – середнє значення енергії сигналів, що приймаються.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Тестові запитання	\|

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.