14.5.2. RAKE демодулятор

Теперь рассмотрим проблему цифровой передачи по частотно-селективному каналу, который моделируется линией задержки с отводами и со статистически независимыми, меняющимися во времени, весами . Очевидно, однако, в самом начале, что модель линии задержки с отводами со статистически независимыми весами отводов даёт нам  образцов одного и того же переданного сигнала. Следовательно, приёмник, который обрабатывает принимаемый сигнал оптимальным образом, может достичь качества эквивалентной системы связи с разнесением -го порядка.

Рассмотрим двоичную передачу по каналу. Мы имеем два сигнала равной энергии  и , которые или противоположные или ортогональные. Их длительность  выбирается так, чтобы удовлетворять условию . Таким образом, мы можем пренебречь межсимвольной интерференцией, обусловленной многопутёвостью. Поскольку полоса сигнала превышает полосу частотной когерентности канала, принимаемый сигнал выражается так

   (14.5.11)

где  - комплексный белый гауссовский шумовой процесс с нулевым средним. Предположим на время, что веса канальных ячеек известны. Тогда оптимальный приёмник состоит из двух фильтров, согласованных с  и , за ними следуют стробирующие устройства и блок решения, который выбирает сигнал, соответствующий наибольшему выходу. Эквивалентный оптимальный приёмник использует взаимную коррекцию вместо согласованной фильтрации. В любом случае величины для решения при когерентном детектировании двоичных сигналов выражаются так

         (14.5.12)

Рис. 14.5.2 иллюстрирует операции, выполняемые при расчёте величин для решения.

В этой реализации оптимального приёмника два опорных сигнала задерживаются и коррелируются с принимаемым сигналом .

Альтернативная реализация оптимального приёмника сводится к использованию единственной линии задержки через которую пропускается принимаемый сигнал . В каждом отводе этот сигнал коррелируется с , где  и . Структура приёмника показана на рис. 14.5.3. По своему действию приёмник с линией задержки пытается собрать энергию сигнала со всех принимаемых сигнальных путей, которые находятся в области линии задержки и несут одинаковую информацию.

Рис. 14.5.2. Оптимальный демодулятор для широкополостных двоичных сигналов (конфигурация с задержкой эталонного сигнала)

Его действие в определённой степени аналогично обычным садовым граблям (rake) и поэтому имя "RAKE-приёмник" было предложено для этой структуры приёмника Прайсом и Грином (1958).