приёмной стороне над сигналом, поступившим из линии связи, выполняется обратная модуляции операция – демодуляция, т.е. выделение из смеси высокочастотного
сигнала и шума первичного низкочастотного сигнала.
Существуют несколько видов модуляции – амплитудная модуляция (АМ), частотная модуляция (ЧМ), фазовая модуляция (ФМ), импульсно-кодовая модуляции (ИКМ), широтно-импульсная модуляция (ШИМ) и другие. Все вышеперечисленные виды модуляции могут быть использованы как в чистом виде, так и в совокупности с другим видом модуляции (АМ-ЧМ, ИКМ-АМ и т.д.). В нашем случае будет рассмотрен способ модуляции ИКМ-ОФМ.
ИКМ-ОФМ модуляция осуществляется в два этапа. Первый этап состоит в импульсно-кодовом модулировании сообщения. ИКМ складывается из трёх операций – дискретизации по времени в соответствии с теоремой Котельникова, квантования отсчётов и кодирования квантованных отсчётов равномерным двоичным кодом. Таким образом, сигнал B(t) (рисунок 1.8) на выходе аналого-цифрового преобразователя (кодера) (рисунок 1.1) представляет собой последовательность импульсов бинарных кодов (сигналы «1» и «0») – результат импульсно-кодовой модуляции.
На принимающей стороне находится приёмное устройство. В нашем случае для передачи сигнала используется метод ИКМ-ОФМ, причем на принимающую сторону не передаются сведения о сигнале - некогерентный приём (НКГ). Приёмник осуществляет функции приёма сигнала, его демодуляцию и распознавание. Исходя из способа передачи и приёма, приёмник имеет вид, изображенный на рисунке 2.1. Смесь сигнала и шума Z(t) поступает на оптимальный фильтр ОФ, который предназначен для предварительной фильтрации сигналов, что уменьшает влияние помех. Фильтрованный сигнал подаётся на демодулятор. Затем с помощью фильтра низких частот (ФНЧ) происходит накопление сигнала, то есть ФНЧ осуществляет функции интегратора. После этого происходит распознавание сигнала решающим устройством РУ. РУ осуществляет сравнение полученного сигнала по амплитуде с нулевым значением λ = 0 и, исходя из результатов такого сравнения, делается вывод, какой из сигналов является «1» (если сигнал на входе РУ положительный), а какой – «0»(если сигнал отрицательный). Однако из-за влияния помех может происходить искажение сигнала, то есть появление ложного сигнала «1» за счёт «0» или, наоборот, ложного сигнала «0» за счёт «1». Чтобы избежать данных ошибок, используют помехоустойчивое кодирование, принципы которого будут изложены в пункте 8.
Некогерентный прием ОФМ можно реализовать в схеме с согласованным фильтром и линией задержки (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 - Схема оптимального некогерентного приемника с оптимальным фильтром и
линией задержки для сигналов ОФМ
3. Расчет вероятности ошибки
Для приема ОФМ сигнала вероятность ошибки при некогерентном приеме описывается выражением:
где h2 = PC/σ2
PC – мощность сигнала на входе приемника;
σ2 – дисперсия помехи.
σ2 = N0·Δf0,7 = 2N0/T = 2·10-9/10·10-6 = 0,2·10-3 Вт где Δf0,7 – полоса пропускания на уровне 0,7;
Т – длительность элементарной посылки;
N0 – спектральная плотность мощности помех.
Отношение мощности сигнала к мощности шума h2 определяется:
h2 = PC/σ2 = 1,2·10-3/0,2·10-3 = 6
Вероятность ошибки равна:
10-6 – государственная линия связи;
10-5 – отличная коммерческая линия связи;
10-4 – хорошая коммерческая линия связи;
10-3 – плохая коммерческая линия связи.
Вероятность ошибки, составляющая 1,29·10-3, недостаточна для организации отличной коммерческой связи, значит необходимо улучшать схему приемника.
4. Сравнение выбранного приемника с оптимальным
Оптимальный приемник – это приемник, который обеспечивает максимальную помехоустойчивость при данном способе передачи (данном виде сигнала) и данном виде помех. Различают оптимальный приемник полностью известных сигналов и оптимальный приемник не полностью известных сигналов, когда приемник использует не все параметры сигнала, например, не учитывает фазу несущего колебания. В первом случае приемник обеспечивает максимально возможную (потенциальную) помехоустойчивость (приемник Котельникова, или «идеальный» приемник).
Т.к. в исходной схеме приемник вероятность ошибки составляла 1,29·10-3, значит необходимо улучшать схему приемника. Для этого можно воспользоваться согласованным фильтром, изменением вида модуляции или удлинение длительности импульса за счет свободного времени. Воспользуюсь оптимальным фильтром, но для этого придется усложнить схему путем добавления электронного коммутатора для разряда интегратора после каждого импульса, для того, чтобы не было появление нуля за счет единицы и единицы за счет нуля. Для правильной работы электронного ключа необходимы синхронизирующие импульсы. Эти импульсы можно выделить с входа приемника согласованным фильтром
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
