Розробка структурної схеми демодулятора

Для визначення оптимальності приймача вводиться критерій оптимальності – ознака, за якою проводиться його оцінка як найкращого (оптимального). При передаванні дискретних первинних сигналів застосовується критерій Котельникова (ідеального спостерігача), який записується у вигляді:

Де Р_пом – середня імовірність помилки, обчислюється як математичне очікування імовірності помилки Р_пом(b_i) кожного з дискретних первинних сигналів b_i. Р(b_i) – імовірність передавання сигналу b_i; m – загальне число первинних сигналів.

Алгоритм оптимального приймання. Суть оптимального приймання полягає в тому, що в приймачі необхідно здійснити таке оброблення суміші сигналу та завади, щоб забезпечити виконання заданого критерію. Ця сукупність правил оброблення в приймачі носить назву алгоритму оптимального приймання заданого сигналу при дії завад. Алгоритми знаходять статистичними методами по відомих параметрах переданих сигналів та завад. Алгоритм оптимального когерентного приймання для випадку передавання первинних сигналів b₁ та b₂ тривалістю Т_s сигналами s₁(t) та s₂(t), що сформовані методом амплітудної маніпуляції (АМ-2) каналом з адитивним гауссовим шумом буде записуватись наступним чином:

0, 5 Е_s, (6.1)

де Е_s – енергія сигналу S₁(t).

Цей алгоритм являє собою нерівність, що вказує послідовність операцій, які необхідно виконати над прийнятою сумішшю сигналу та завади z(t) для визначення переданого первинного сигналу b_i. Він відображає поелементне приймання, коли рішення про сигнал, що передавався, приймається окремо для кожного сигналу незалежно від раніше прийнятого рішення.

Виконаємо докладний аналіз алгоритму для сигналу з АМ-2. Прийнятий сигнал із завадою z(t) необхідно перемножити з копією переданого сигналу s₁(t), добуток проінтегрувати на інтервалі тривалості сигналу Т_s, і потім порівняти результат інтегрування з енергією копії сигналу s₁(t) – посилки. Рішення про переданий первинний сигнал виноситься за правилом: передавався той модульований сигнал s_і(t) (і відповідно первиннй сигнал b_і), для якого результат інтегрування більший абоменший від половини енергії посилки – 0, 5× Е_s. Так, якщо

більший за 0, 5× Е_s,

то передавався сигнал s₁(t) і відповідний йому первинний сигнал b₁, а в разі зворотного знаку нерівності – первинний сигнал b₂ – пауза. Це правило позначено в алгоритмі так: біля відповідного знаку нерівності поставлено той сигнал (b₁ чи b₂), на перевагу якого виноситься рішення.

Cтруктурна схема демодулятора. Методика побудови структурної схеми за заданим алгоритмом наступна: необхідно виконати операції в такій послідовності, як це подано алгоритмом. Виходячи з цього, на рис. 6.1 зображена структурна схема оптимального демодулятора АМ-2, побудованого за алгоритмом. (6.1). При некогерентному прийманні рішення у РП про переданий сигнал приймається за значеннями обвідної а не за обробленими з використанням опорних сигналів миттєвими значеннями напруги як при когерентному способі. Тому у схемі відсутні генератори опорних коливань.

Схема оптимального демодулятора АМ-2 одноканальна (рис. 6.1) і результат інтегрування порівнюється з порогом. Хоча алгоритми оптимального когерентного і некогерентного приймання не відрізняються, для виділення обвідної в схему демодуляторів після кіл оброблення, – узгоджених фільтрів, вмикають у найпростішому випадку амплітудні детектори. Результати детектування порівнюються у рішаючому пристрої (РП) і на його виході формуються первинні сигнали b₁ чи b₂ залежно від знаку нерівності. Для роботи РП все ж необхідні тактові імпульси синхронізації, які визначають момент винесення рішення про переданий сигнал.

Структурна схема для оптимального некогерентного прийому сигналів із АМ-2 передбачає виконання операцій в такій послідовності, як це подано алгоритмом. Для виділення обвідної в схему демодулятора після кола оброблення, – узгодженого фільтра, ввімкнено амплітудний детектор. Результати детектування порівнюються у рішаючому пристрої (РП) з пороговим значенням (половиною енергії посилки) і на його виході формуються первинні сигнали b₁ чи b₂ залежно від знаку нерівності. Схема не містить генераторів опорних коливань, бо інформація про початкову фазу не використовується