И квадратурная модулирующие компоненты задаются выражениями

(4.1)

2- битный информационный блок представляется не символами d^I_n и d^Q_n и не их ар - гументом φ _n= (d^I_n + jd^Q_n), а фазовой разностью между двумя последовательными периода - ми модуляции Δφ _n = φ _n - φ _{n- 1}.

Схема такого приемника изображена на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 – Некогерентный приемник DQPSK- сигналов

Отсчеты с выходов синфазной и квадратурной цепей снимаются единожды на каж - дый символ данных и пропорциональны, соответственно, косинусу и синусу угла φ _n + θ.

Здесь θ характеризует разность между фазой несущей частоты принятого сигнала и фазой опорного несущего сигнала, используемого в демодуляторе. Синус и косинус угла φ _{n- 1}+ θ, полученного в предыдущий период, хранятся в ячейках памяти, так что приемник может использовать отсчеты и текущего, и предыдущего периодов модуляции.

В DQPSK- модуляции достаточно знать, в каком квадранте синфазно - квадратурной плоскости находится угол Δφ _n. Для этого достаточно выяснить знак функций sin Δφ _n. и cos Δφ _n из известных тригонометрических соотношений

cos Δφ _n = cos((φ _n + θ) - (φ _{n- 1} + θ)) =

= cos (φ _n + θ) cos (φ _{n- 1} + θ) + sin (φ _n + θ)sin(φ _{n- 1} + θ),

sin Δφ _n= sin((φ _n + θ)-(φ _{n- 1} + θ)) =

sin((φ _n + θ) cos (φ _{n- 1} + θ) + cos (φ _n + θ) sin(φ _{n- 1} + θ),

(4.2)

(4.3)

Набор умножителей и сумматоров, изображенных на рисунке 4.2, реализует фор - мулы (4.2) и (4.3). Приемник хорошо функционирует при допущении, что угол θ слабо меняется между периодами модуляции, т. е. дрожание фазы в периоде модуляции незначи - тельно.

Некогерентный прием сигналов с частотной модуляцией широко применяется в подвижной связи.

Первый тип такого приемника изображен на рисунке 4.3. Он называется некоге-

рентным оптимальным FSK-приемником.

Рисунок 4.3 – Некогерентный оптимальный FSK- приемник

Принимаемый FSK- сигнал проходит через два полосовых фильтра, центральные частоты которых равны номинальным частотам f_c ± f, характеризующим логические ин - формационные символы «0» и «1». Таким образом, на выходе одного из полосовых фильтров получается синусоидальный сигнал, в то время как на выходе другого – только шум.

Детекторы огибающих выделяют огибающие в двух ветвях. Для максимизации от - ношения сигнал / шум к выходам детекторов подключаются согласованные фильтры, точно такие же, как в синхронном приемнике. Отсчеты с выходов согласованных фильтров сни - маются один pa з в период модуляции и сравниваются друг с другом. Наибольший фраг - мент соответствует наиболее вероятному информационному сигналу.

Другой, более простой способ некогерентного детектирования FSK- сигналов – это прием на базе частотного дискриминатора.

FSK- сигнал рассматривается в качестве обычного ЧМ - сигнала, который модулиру - ется потоком двоичных импульсов, представляющих логическую информационную по - следовательность.

Значения мгновенной частоты на входе преобразуются в уровни сигнала на выходе частотного дискриминатора. Последующими цепями приемника обрабатывают непосред - ственно модулирующий сигнал.

В подвижной связи частотная дискриминация часто реализуется системой фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ, англ. Phase Locked Loop – PLL).

На рисунке 4.4 изображена блок - схема такого приемника.

Рисунок 4.4 – FSK- приемник, основанный на частотной дискриминации

В структуре FSK- приемника с частотным дискриминатором важную роль играет полосовой фильтр, который выделяет искомый FSK- сигнал. Для заданного индекса моду - ляции h оптимальные характеристики полосового фильтра можно определить, положив разность между двумя номинальными FSK- частотами равной 2 f для периода модуляции Т. Это условие минимального уровня ошибок на выходе некогерентного приемника.

Качество детектирования в различных типах приемников может сильно различать -

ся.

Для заданного отношения сигнал / шум наименьшую вероятность ошибочного приема обеспечивает синхронный приемник, использующий всю возможную информа - цию о принимаемом сигнале.

Некогерентный приемник с оптимальным детектированием огибающей имеет не - сколько худшую производительность, а некогерентный приемник с частотным дискрими - натором характеризуется самой высокой частотой появления ошибочных битов, однако этот тип приемника благодаря своей простоте часто используется в традиционных систе - мах связи.

Дата добавления: 2014-01-15