3.2.2. Реализация алгоритмов оптимального когерентного приемаРеализация полученных алгоритмов оптимального когерентного приема может быть представлена в виде функциональных схем, состоящих из ветвей обработки входного напряжения в соответствии с правилами (3.40) и (3.41) и устройств сравнения, определяющих номер -ой ветви в момент . Функциональные узлы могут быть реализованы на аналоговой или цифровой элементной базе. Генераторы опорных сигналов должны формировать сигналы, совпадающие с соответствующими реализациями сигналов, поступающих на вход демодулятора из линии связи. Выполнение неравенства (3.40) означает, что принимаемое напряжение «ближе» всего к образцу сигнала . Функциональная схема оптимальной обработки в соответствии с правилом (3.40) называется схемой с квадраторами (рис.3.4). В момент окончания обработки производится сравнение выходов m ветвей интегрирования квадратов разностей входного сигнала и образцов сигнала , и делается выбор номера k-й ветви по минимуму напряжения. Таким образом принимается решение о том, что передавался k-й сигнал и в момент времени формируется соответствующее сообщение . Функциональная схема оптимальной обработки в соответствии с правилом (3.41) объединяющая генератор опорного сигнала , перемножитель и интегратор называется схемой на корреляторах (рис. 3.5). При корреляционном способе используются образцы сообщения, хранящиеся в памяти приемного устройства. В соответствии с правилом (3.41) входное напряжение в пределах интервала наблюдения перемножается со всеми эталонными реализациями и результат интегрируется на промежутке . В момент из значений интегралов вычитаются слагаемые , и выбирается наибольший результат. Наиболее трудно выполнимым требованием в рассмотренных алгоритмах приема сигналов является обеспечение точного фазирования опорных напряжений и точного совпадения формы. В то же время есть возможность построения оптимального демодулятора с помощью замены коррелятора линейным фильтром с теми же свойствами. Напряжение на выходе любого линейного фильтра в момент времени определяется интегралом Дюамеля [5, 39]:
где – импульсная переходная характеристика фильтра. Напряжение на выходе коррелятора
Сравнение (3.42) и (3.43) показывает, что напряжения и совпадают, если импульсная реакция фильтра удовлетворяет условию:
Линейный фильтр обладающий импульсной реакцией вида (3.44), называется фильтром согласованным с сигналом . Таким образом, функциональная схема оптимальной обработки на корреляторах (рис. 3.5) заменяется схемой на согласованных фильтрах (рис. 3.6). В отличие от схемы на корреляторах, в схеме на СФ не нужны генераторы опорных напряжений , точно сфазированные с приходящим сигналом. Однако в схеме на СФ должна обеспечена высокая точность выбора момента отсчета , что создает трудности для практической реализации. Из-за неравномерности АЧХ и нелинейности ФЧХ форма напряжения на выходе СФ значительно отличается от формы входного сигнала. Однако при приеме дискретных сигналов возможная их форма заранее известна и требуется определить лишь номер переданной реализации.
|