Материал: ОТС ответы на вопросы
12. Когерентный прием сигналов ДФМ
Сущность оптимального приёма состоит в том, что в приёмнике необходимо применить такую обработку смеси сигнала и помехи, чтобы обеспечить выполнение заданного критерия. Данная совокупность правил обработки в приёмнике носит название алгоритма оптимального приёма заданного сигнала на фоне помех. Алгоритм находят статическими методами, зная параметры передаваемых сигналов и вероятностные характеристики помех.
Методика построения оптимальных структурных схем по заданному алгоритму проста. Надо, реализовать операции в той последовательности, как приписано алгоритмом.
Схемы оптимальных приёмника с ФМ являются одноканальными и результатом интегрирования сравниваются с порогом. Для ФМ пороговым значением является
0(нуль).
На рисунке приведена структурная схема когерентного приема дискретных двоичных сигналов с ФМ.
Алгоритм приёма сигналов с ЧМ
|
Т |
|
|
|
|
|
|
|
|
E |
|
S1 T |
||||
|
z(t)S |
|
|
(t)dt |
|
1 |
|
|
||||||||
|
0 |
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
0 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Т |
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
T |
|
|||
Е |
|
|
S |
(t)dt |
A |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
1 |
|
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т |
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
T |
|
|||
Е |
|
|
S |
(t)dt |
|
A |
|
|
||||||||
2 |
2 |
|
|
2 |
|
|||||||||||
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E |
2 |
; примем S1(t)=Asin 1t; |
и S2(t)= Asin 2t; |
1 2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z(t)S |
2 |
(t)dt |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
тогда мы получим: |
Т |
|
|
S1 T |
|
|
|
- алгоритм |
||||||||
z(t)S |
(t)dt |
|
z(t)S |
|
(t)dt |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
|
|
0 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
оптимального приема сигналов с ЧМ
?????
13. Относительная фазовая манипуляция (ОФМ)
Относительная фазовая (или фазоразностная) модуляция ( ОФМ или ФРМ или ОФТ)
является практическим методом реализации приема сигналов с фазовой модуляцией.
Кратко
ОФМ - это способ передачи дискретных сигналов, при котором при передаче фаза каждой N-й посылки отсчитывается от фазы предшествующей ей (N - 1)-й посылки, а при приеме знак принимаемой посылки определяется сравнением фаз каждой N-й посылки с фазой (N - 1)-й посылки. Таким образом, при ОФМ устанавливается полная однозначность фаз между опорной и несущей информацию посылками и устраняется явление «обратной работы». Очевидно, что в начале сеанса связи для передачи первой информационной посылки необходима передача одной избыточной посылки, по которой отсчитывается фаза первой информационной посылки.
Полно
Метод ОФМ:
При ДФМ S2(t) = -S1(t), неправильная фаза опорного генератора приводит к появлению “обратной работы”, когда сигналы S1(t) принимаются как S2(t), и наоборот. Для устранения такой опасности Николай Тимофеевич Петрович (профессор
МТУСИ) придумал метод ОФМ. При ОФМ осуществляется сравнение фазы каждой посылки с фазой предыдущей посылки. Если фаза очередной посылки совпадала с фазой предыдущей посылки, то приёмник выдаёт «1», если фазы противоположны, то «0».
При когерентном приёме (КП) используется опорный генератор, а снятие относительности осуществляется после детектора сигналов. С выхода синхронного детектора сигнал подаётся на ячейку памяти (ЯП) и схему сравнения полярностей (ССП). На другой вход схемы ССП подаётся сигнал с ЯП, задерживаемый на время, равное длительности элемента посылки принимаемых сигналов.
Вероятность ошибок ОФМ в два раза больше, чем у ДФМ: 
При некогерентном приёме (НКП) вместо опорного генератора используется линия задержки. Входной высокочастотный сигнал задерживается на время, равное длительности элемента посылки (одного символа).
НКГ обеспечивает меньшую помехоустойчивость, чем схема с КП:
Демодулятор сигнала с ОФМн содержит фазовый детектор, состоящий из перемножителя и ФНЧ, на который подается опорное колебание, совпадающее с одним из вариантов принимаемого сигнала. Дальнейшее вычисление разности фаз и определение переданного ПЭС осуществляется перемножением сигналов на выходе детектора, задержанных друг относительно друга на длительность единичного интервала.
Модулятор и демодулятор сигнала ОФМ:
Упрощенная структурная схема системы связи с ОФМ (сравнение полярностей):
Упрощенная структурная схема системы связи с ОФМ (сравнение фаз):
При передаче может быть принято, например, такое правило: при передаче посылки “1” фаза передаваемой посылки должна совпадать с фазой ей предшествующей, а при передаче посылки “0” она должна быть сдвинута от фазы ей предшествующей на 180°.
Пример сигнала:
Следует отметить недостатки систем с ОФМн, которые следует учитывать при выборе методов модуляций:
необходимость передачи отсчетной посылки в начале сеанса связи;
увеличение вероятности ошибки примерно вдвое;
появление двойных ошибок в цифровом потоке, что усложняет кодек при использовании корректирующих кодов;
сложность построения модема для ОФМн по сравнению с модемом для ФМн.Для реализации системы с ФМн необходима передача специального синхросигнал
Как формируется сигнал?
На рис. 2.23 представлены временные и спектральные диаграммы формирования сигналов ОФМн:
а) непериодический информационный сигнал; б) информационный сигнал в относительном коде; в) несущее колебание; г) сигнал ОФМн на выходе модулятора.
Что будет при ошибке?
На рис. 2.24 представлены временные диаграммы демодуляции сигналов ОФМн и ФМн при однократной ошибке в принятом радиосигнале:
а) сигнал с ОФМн на выходе модулятора; б) сигнал с ОФМн на входе демодулятора, в принятый сигнал специально введена ошибка для 3 посылки; в) опорное колебание; г) принятый информационный сигнал, на выходе
относительного декодера; д) принятый информационный сигнал, на выходе демодулятора; е) принятый информационный сигнал, на выходе демодулятора в случае отсутствия ошибки.
В системе с ФМн, после изменения полярности опорного колебания, все последующие символы ошибочные (обратная работа), причем ошибка будет оставаться до следующего скачка фазы опорного колебания. В системе с ОФМн скачкообразное изменение полярности опорного колебания приводит к одиночной ошибке, что и определяет преимущества сигналов с ОФМн.