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).