Лаб. работа - Корреляционный приемник

и дисперсией

σ2 = 4E(1− Rs ) .

q0 N0

Кривые плотности вероятности W (q1) =W (qH1 ); W (q0 ) = =W (qH0 ) изображены на рис. 4.

Рис. 4. Кривые плотности вероятности

W (q1 ) = W (q / H1 ); W (q0 ) = W (q / H0 )

Теперь нетрудно определить среднюю вероятность ошибки:

Из выражения (9) понятно, что вероятность ошибки зависит от отношения энергии сигнала к спектральной плотности шума и от коэффициента взаимной корреляции между сигналами s1(t) и s0 (t).

С учетом того, что −1 ≤ Rs ≤1, максимальная помехоустойчивость системы, определяемая вероятностью ошибки,

pош =1−Φ 2E ,

N0

10

фазомодулированные сигналы, в которых скачки фазы равны 180°:

s0 (t) = s cos(ωt), s1(t) = −s cos(ωt).

Нa практике часто применяют ортогональные сигналы. Для них

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КОРРЕЛЯЦИОННОГО ПРИЕМНИКА

Всовременных радиотехнических системах используют линейные рекуррентные последовательности максимального периода (М-последовательности). Это сложные (шумоподобные) сигналы, база которых B = F · T >> 1, где F и T – ширина спектра и длительность сигнала.

Вданной лабораторной установке используются противоположные сигналы. Символ 1 передается широкополосным сигналом на основе прямой, а символ 0 – на основе инвертированной М-последовательности, построенной в соответствии с правилом

кодирования ai = ai−3 ai−4 , где ai – i-й символ М-после-

довательности; – знак суммирования по модулю 2.

Правило кодирования позволяет сформировать М-последова- тельность по некоторой исходной совокупности ее символов длиной n (n – память последовательности). В лабораторной работе исполь-

зуется М-последовательность длиной N = 2n −1 =15 (n = 4) двоич-

ных символов.

Функциональная схема лабораторной установки представлена на рис. 5. Она состоит из двух генераторов М-последователь- ностей, смесителя (СМ), перемножителя, интегратора, решающего устройства (РУ), схемы управления интегратором, генератора импульсов (ГИ); К – кнопка для установки начальных условий.

11

Генераторы М-последовательностей (Г1 и Г2) представляют собой регистры сдвига с логической обратной связью. Они вырабатывают одинаковые М-последовательности длиной 15 символов.

Генератор Г1, смеситель и генератор шума имитируют передаю-

щую сторону и линию связи. Сигнал с выхода Г1 поступает на смеситель, на второй вход которого подается шум n(t) от генератора шума. Смеситель представляет собой суммирующий опера-

суммирование сигнала и помехи. Полученная смесь имитирует принятый сигнал.

Рис. 5. Функциональная схема лабораторной установки

Генератор Г2, перемножитель, интегратор, решающее устройство имитируют приемник. Сигнал с выхода смесителя перемно-

жается с опорным сигналом, вырабатываемым генератором Г2. Результат перемножения интегрируется и поступает на решающее устройство для принятия решения.

Опорный сигнал можно снимать с любого разряда генератора

Г2, осуществляя тем самым дискретный сдвиг во времени одного сигнала относительно другого. Для получения плавного сдвига

необходимо осуществить синхронизацию генератора Г2 от внешнего импульсного генератора (ВГИ). В схеме предусмотрена воз-

12

можность установления дискретной задержки между сигналами,

равной (1/4) τ0, (1/2) τ0, (3/4) τ0, где τ0 – длительность элементарного импульса М-последовательности.

Интегратор представляет собой усилитель с емкостной обратной связью. В конце каждой посылки интегратор возвращают в исходное состояние путем подачи импульсов, вырабатываемых блокинг-генератором (БГ). Последний синхронизируется импульсами, появляющимися на выходе четырехвходовой схемы И. Период следования импульсов установки интегратора можно сделать равным одному, двум или четырем периодам М-последователь- ности. Для этой цели используется делитель (Д).

Решающее устройство представляет собой пороговую схему, которая может находиться в одном из двух состояний в зависимости от напряжения на выходе интегратора в момент отсчета.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.Включить необходимые приборы и источник питания.

2.В отсутствии шума просмотреть и зарисовать осциллограммы принятого и опорного сигналов при временных рассогласованиях:

τр= 0, (1/4)τ0, (1/2)τ0, (3/4)τ0, kτ, k = 1, 2, …

3. В отсутствии шума просмотреть и зарисовать осциллограммы напряжений на выходе интегратора при временных рассогласованиях между принятым и опорным сигналами:

τр= 0, (1/4)τ0, (1/2)τ0, (3/4)τ0, kτ, k = 1, 2, …

Измерить напряжение на выходе интегратора c момента отсчета.

4.При наличии шума просмотреть и зарисовать осциллограмму принимаемого сигнала.

5.При наличии шума просмотреть и зарисовать осциллограммы напряжений на выходе интегратора при временных рассогласованиях между принятым и опорным сигналами:

τр= 0, (1/4)τ0, (1/2)τ0, (3/4)τ0, kτ, k =1, 2, …

6. Снять зависимости вероятности ошибки от отношения «сиг-

13

нал–шум» на входе приемника при временных рассогласованиях между принятым и опорным сигналами

τр= 0, (1/4)τ0, (1/2)τ0, (3/4)τ0, kτ, k =1, 2, …

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

1. Построить эпюры напряжений на выходе интегратора при временных рассогласованиях между принятым и опорным сигна-

лами τр = 0, (1/2)τ0, τ0, 2τ0, где τ0 – длительность элементарного импульса М-последовательности (период тактовой частоты).

тивоположных сигналов.

ОТЧЕТ О РАБОТЕ

Отчет о работе должен содержать функциональную схему лабораторной установки, экспериментальные графики и осциллограммы, ответы на контрольные вопросы, домашнее задание, выводы и оценки полученных результатов.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Назовите основные критерии, которые используются в теории оптимального радиоприема сигналов.

2.Укажите значение пороговых напряжений для наиболее широко употребляемых критериев.

3.Каков алгоритм работы оптимального приемника в случае обнаружения полностью известного сигнала при наличии помехи типа «белого» гауссовского шума?

4.Какова структурная схема оптимального обнаружителя? Оптимального различителя?

5.Каково максимально достижимое отношение «сигнал–шум» на выходе корреляционного приемника?

6.От каких параметров зависит помехоустойчивость оптимального обнаружителя?

7.От каких параметров зависит помехоустойчивость оптимального различителя?

14

15

Андрей Сергеевич Косолапов Александр Иванович Сенин

ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРЕЛЯЦИОННОГО ПРИЕМНИКА

Методические указания

Редактор Е.К. Кошелева Корректор Л.И. Малютина

Компьютерная верстка О.В. Беляевой

Подписано в печать 10.03.2006. Формат 60×84/16. Бумага офсетная.

Печ. л. 1,0. Усл. печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 0,85. Тираж 300 экз.

Изд. № 3. Заказ

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 105005, Москва, 2-я Бауманская, 5.