Изучение методов решения разнообразных задач, возникающих при передаче информации от ее источника к получателю, страница 33

Устройство, вычисляющее скалярное произведение

,                                                                          (5.7)

называют активным фильтром или коррелятором, а демодулятор, реализующий алгоритм (5.6), – корреляционным. Схема такого демодулятора для двоичной системы приведена на рис. 5.2.

 

Если все сигналы имеют одинаковые энергии (), то алгоритм приема упрощается и принимает вид:

.

Этот алгоритм не требует знания коэффициента передачи канала , что обусловило широкое распространение систем сигналов с равной энергией (систем с активной паузой). Это свойство особенно полезно при использовании каналов с замираниями, в которых коэффициент передачи флуктуирует.

При двоичной передаче однополярными прямоугольными видеоимпульсами решающее правило

,

а схема демодулятора приведена на рис. 5.3а. С учетом постоянной времени цепи пороговое напряжение . Решение о переданном элементе сообщения принимается решающим устройством РУ, на вход которого с помощью ключа К₂ в момент времени Т подается сигнал с выхода интегрирующей RC цепи. Ключ К₁ используется для обнуления заряда конденсатора после принятия решения с целью подготовки к приему следующего сигнала. Такая схема используется в простейших устройствах проводной связи.

В радиоканалах и современных кабельных каналах применяют высокочастотные сигналы с амплитудной (АМ), частотной (ЧМ) и фазовой (ФМ) манипуляцией. При двоичной АМ передаче , а решающее правило

.

Схема, реализующая это правило, приведена на рис. 5.3б.

 

При двоичной ФМ  решающее правило

.

В рассмотренных схемах опорный сигнал должен иметь ту же начальную фазу, что и ожидаемый приходящий сигнал, т.е. должен быть когерентным  с приходящим сигналом. Все методы, требующие точного априорного знания начальных фаз приходящих сигналов, называют когерентными. В тех случаях, когда сведения о начальных фазах ожидаемых сигналов извлекаются из самих приходящих сигналов (например, в случае медленной флуктуации фазы ее можно предсказать по предыдущим элементам сигнала), прием называют квазикогерентным. Если сведения о начальных фазах приходящих сигналов отсутствуют или не используются, то прием называют некогерентным.

5.4. Оптимальный прием сигналов на основе согласованных фильтров

Скалярное произведение (5.7) можно вычислить не только в корреляторе, но и с помощью  пассивного линейного фильтра с постоянными параметрами. Для того, чтобы в момент времени Т значение сигнала на выходе такого фильтра совпадало со скалярным произведением необходимо и достаточно, чтобы импульсная  характеристика фильтра была связана с сигналом следующим образом:

,                                                                               (5.8)

где С – постоянный коэффициент.

Такой фильтр называют согласованным с сигналом . Импульсная характеристика согласованного фильтра является зеркальным отображением сигнала относительно вертикальной оси, проведенной через точку Т/2.