Методы приёма сигналов
1.Блок-схема обработки сигналов.
2.Обнаружение сигнала с использованием кода Баркера.
3.Внутриимпульсная модуляция при различении сигналов.
4.Корреляционный приём манипулированных сигналов.
5.Помехоустойчивость приёмных устройств.
6.Контрольные вопросы.
Блок-схема обработки сигналов
|
|
Первая решающая |
|
Вторая решающая |
Λi |
|
вх |
схема |
|
λi |
схема |
|
|
|
(детектор, |
|
|
|
|
|
(декодер) |
|
|
|
демодулятор, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
фильтр) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вх = λi , +n(t)—аддитивная смесь сигнала, содержащий информационный параметр λi и помехи n(t)
Задача обработки сигналов состоит в том, чтобы путём анализа входного напряжения вх на интервале времени 0≤t≤Тс установить, какой из возможных сигналов λi, передавался, и в соответствии с этим принять решение, какой символ цифровой последовательности λi располагается на данном интервале времени.
Первая решающая схема выполняет функцию извлечения информационной составляющей сигнала. Вторая решающая схема, декодирует ту или иную последовательность символов (кодовую
Блок-схема обработки сигналов
Методы обработки основаны на выполнении математической операции интегрирования произведения функции входного сигналавх , состоящего из смеси полезного сигнала и помехи, и опорного колебания Sоп(t), называемого весовой функцией:
вых = вх оп
вых - напряжение на выходе интегратора; Tc – длительность элементарного символа; i – номер канала.
Метод приёма называется когерентный, когда требуется точное знание фазы опорного колебания. Для реализации данного метода требуется система ВЧ синхронизации, определяющая фазу опорного сигнала. Система НЧ синхронизации служит для определения границ передаваемых символов.
Блок-схема обработки сигналов
Предположим, по линии связи передаётся аддитивная смесь сигнала и помехи. Имеется два варианта сигнала. Какой из них передаётся в данный момент, мы не знаем. Требуется определить эти сигналы. Вариант структурной схемы для этой задачи будет выглядеть следующим образом:
|
|
ИНТ 0 |
q0(t ) |
U(t)=[s0(λ0, t), |
|
|
λ0 |
|
|
|
|
|
или s1(λ1, t)]+n(t) |
|
|
|
|
|
|
|
sоп 0(t)
Max{q}
q1(t )
sоп 1(t)
Задачи приёмного устройства
Приёмное устройство может решать две основные задачи:
1.Обнаружение сигнала. – Установление факта наличия полезного сигнала.
2.Различение сигналов. – Определение какой сигнал из множества возможных передаётся по каналу связи.
Обнаружение сигнала с использованием кода Баркера
Обнаружение основано на вычислении автокорреляционной функции (АКФ) или взаимной корреляционной функции (ВКФ) входного сигнала в виде кода Баркера.
|
|
∞ |
АКФ при непрерывном времени: |
|
= − |
|
|
|
−∞
При переходе в дискретное время: t заменяется на n, s(t) – s(n), а
будет соответствовать переменной m. Интеграл вычисления АКФ переходит в
сумму, формула будет иметь вид:
=∞
= −
=−∞
Код (последовательность) Баркера
Последовательность Баркера – кодовая последовательность, состоящая из символов ai=±1, где i=0...N и характеризуется автокорреляционной
функцией с максимальной энергией. Отдельный символ последовательности Баркера называют чипом.
Известные кодовые последовательности Баркера:
Количество |
|
|
|
Последовательности |
чипов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
+1 |
+1 |
−1 |
|
|
|
|
4 |
+1 |
-1 +1 +1 (+1 -1 -1 -1) |
|
|
|
|
|
5 |
+1 |
+1 |
+1 |
−1 +1 |
|
|
7 |
+1 +1 +1 −1 −1 +1 −1 |
|
|
|
|
|
11 |
+1 |
+1 |
+1 |
−1 −1 −1 +1 −1 −1 +1 −1 |
|
|
|
|
|
13 |
+1 |
+1 |
+1 |
+1 +1 −1 −1 +1 +1 −1 +1 −1 +1 |
|
|
|
|
|
Код Баркера используется в задачах обнаружения и различения сигналов.
Код (последовательность) Баркера
Построение автокорреляционной функции последовательностей Баркера для N=5 {+1 +1 +1 −1 +1}:
Исходная |
Произведение исходной последовательности на зеркально сдвинутую |
последовательность |
|
|
|
|
последовательность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+1 (начало) |
+1 |
|
+1 |
|
+1 |
|
+1 |
|
|
|
|
-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(начало) |
|
|
|
|
+1 |
|
+1 |
-1 |
|
+1 |
|
+1 |
+1 |
|
|
|
+1 |
|
|
+1 |
|
-1 |
|
+1 |
+1 |
+1 |
|
|
-1 |
|
|
|
|
-1 |
|
+1 |
-1 |
-1 |
-1 |
|
+1 |
|
|
|
|
|
|
+1 |
-1 |
+1 |
+1 |
+1 |
Значение АКФ |
+1 |
0 |
+1 |
|
0 |
|
+5 |
0 |
+1 |
0 |
+1 |
Позиции, m |
-4 |
-3 |
-2 |
|
-1 |
|
0 |
+1 |
+2 |
+3 |
+4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Код (последовательность) Баркера
|
|
|
|
|
|
|
|
|
{+1;+1;+1;-1;+1} |
|
|
|
|
|
R(m) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
задержкиЛиния |
Сумматор |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
АКФ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-4 |
-3 |
-2 |
-1 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
|
Схема вычисления АКФ
Обнаружение сигнала с использованием кода Баркера
Обнаружение полезного сигнала на входе приёмного устройства применяется, например, в радиолокации.
Разделитель
сигналов приёма и передачи
y(t)=s(t-τ)+n(t)
Передатчик
Генератор
РЛС
кода
Баркера
|
|
|
|
|
s(t) |
Приёмник |
|
|
R12(τ ) |
|
|
ВКФ |
|
Детектор |
|
РЛС |
|
|
R(τ)<>E/2 |
0 |
|
|
|
В качестве зондирующего импульса используется код Баркера. При отсутствии помех производится
