Адаптивний приймач цифрового сигналу

Адаптивний приймач цифрового сигналу, що включає пристрій формування відліків, симетрич - щільність імовірності х, якщо пере давався сигнал a l . Імовірність помилки при прийманні посилки тривалістю T0 по прийнятих сигналах a l можна визначити в такий спосіб: якщо в посилці укладається m сигналів a l , n з яких прийняті помилково, то імовірність такої події Pn m Cn pn 1 pq m q m n, (2) де pq - імовірність помилки при реєстрації од (19) W x / al UA al ; 3 54960 леві (паузі) - частота п , причому імп п . При проходженні сигналу по каналі зв'язку тривалість періоду буде змінюватися випадково на величину 0: ного сигналу; Cn - число сполучень із m по n . m Якщо умовою правильного приймання посилки тривалістю T0 є помилкове приймання не більш k сигналів, то імовірність правильного приймання визначиться виразом Pn k k n 1 Cn m pn q m n 1 pq 4 хt або хt . (3) Отже, імовірність помилки буде Pпом 1 Pn k k 1 n 1 Cn pn 1 pq m q m n де 2 0 2 0 1 0, y0 2 exp 0 (5) 02 , Tп (6) y0 ; і Р Т імп - апріорні імовірності пере дачі періодів, що відповідають частотам п Відповідно функції W x / Tімп і W x / Tп і імп . мож на замінити функціями W 01 і W 02 . Тут 0 інтервал між переходами через нуль напруги прийнятого сигналу й опорної напруги, у якості якого використовуються коливання з частотами імп і п. При впливі завади з рівномірним енергетичним спектром функція розподілу інтервалу 0 визначається за виразом [3]: 2 0 0 2 0 2 0 0 де Р Тп 2 s імп Tп - період, що відповідає частоті п . З урахуванням (5) і (6) вираз (1) буде мати вигляд W x / Ті P Тп , (7) W x / Тп P Ті 2 2xs 2 0 0 - дисперсія шуму; x x exp 2 2 Інтеграл J - дисперсія похідної шуму; 0 dx , (8) 2 0 x 2 2x s 2 0 dx , що того, x exp 0 що 2 0 розрахований у [4] і дорівнює y 0 - переданий сигнал; s 01 , де Тімп - період, що відповідає частоті . (4) Таким чином, синтез і аналіз характеристик цифрового приймача визначає побудову адаптивного приймача цифрового сигналу з блоком порівняння і з блоком приймання вирішення, що дає можливість забезпечити розпізнавання посилки елементарного сигналу. У приймальних пристроях ЧМ-сигналів використовуються амплітудні обмежувачі, а основна інформація про сигнал виявляється зосередженою в моментах переходу прийнятого сигналу через нуль. У цьому випадку розподіли тривалості елементарного сигналу й інтервал між ними можна замінити функціями розподілу «нулів» [3]. Момент переходу через нуль характеризується інтервалом часу 0 між моментами переходу через нуль напруги прийнятого сигналу й еталонного коливання. Тоді функція розподілу „нулів" буде визначатися функцією розподілу інтервалів часу 0 , що розглядається на прикладі синтезу цифрового приймача двійкових ЧМ-сигналів. При передачі ЧМ-сигналу логічній одиниці (імпульсу) відповідає частота імп , а логічному ну W Ti - похідна суміші сигналу плюс шум. J 2 Г 1 1 F1 1 , 0 1 s 2 2 2 s 0 0 2 2 0 2 2 0 Г 0 З де Г х - гама функція; 1F a, b, c - вироджена гіпергеометрична функ1 2 3 3 3 s F1 , , 2 1 2 2 2 0 2 , (9) 0 урахуванням ція. 2 2 2 0 1, 0 s 0 Am sin 0 0, s Am 0 одержимо функцію розподілу інтервалу часу W 0 2 0 2 1 де h Am 0 1 2 2 exp h2 cos2 2 0 0 h sin2 2 0 0 3 3 F1 , , 21 2 2 - відношення сигнал/шум; 2 0 2 1 2 0 2 1 0 cos 0 0 , 0, Г 1 y0 1 Г , 3 2 2 , 0 2 h cos2 2 h2 cos2 2 0 0 1 F1 1, , 2 1 0 0 2 0 2 1 h2 cos2 2 0 0 (10) , 1 1 0 0 2 0G d 0 - середньоквадратична 5 54960 частота енергетичного спектра шуму. Отримана щільність (6) має досить складний вид. В окремому випадку слабких сигналів її можна спростити, розклавши у виразі (6) гіпергеометричні функції в ряд. Зробивши необхідні перетворення, одержимо W 0 0 2 0 1 1 2 h cos 0 0 . 6 періодами Tімп і Tп відповідно визначаються: W 01 1 Tімп 2 2 Тімп 1 2 h cos 2 01 , (11) Tімп 1 2 h cos 2 02 . (12) 2 Tп Тп 1 2 Tп Після підстановки (11) і (12) у (7) одержимо W 02 Щільність імовірності при передачі сигналів з 1 Тімп 1 2 z cos 2 01 1 Tімп 1 Tімп Вважаємо появу періодів Tімп 1 Тімп де z 2 Am P Tп 1 1 2 z cos 2 02 1 . (13) Р Тімп Тп Tп 1 Tп вноімовірностними, тоді (13) прийме вид і Tп подіями рі 1 2 z cos 2 01 1 Tімп 1 Tімп . 0 Вираз (14) визначає структуру оптимального приймача ЧМ-сигналів. Блок порівняння на етапи обробки (розпізнавання посилки в цілому) реалізує алгоритм m m k прийнята логічна одиниця , ai m k прийнятий логічний нуль , i 1 де k - величина порога розрізнення. Адаптивний приймач цифрового сигналу працює у такий спосіб: сигнал з пристрою формування відліків 1 надходить на вхід симетричного тригера 2, з одного виходу якого імпульси надходять на вхід опорного генератора 5 і забезпечують його синхронізацію, та на вхід першого блока формування різниці 3. З виходу першого блока формування різниці 3 сигнал надходить на перший нелінійний перетворювач 4, з виходу якого подається на перший вхід блока порівняння 6. З другого виходу симетричного тригера імпульси надходять на вхід другого блока формування різниці 7. З виходу другого блоку формування різниці 7 сигнал надходить на другий нелінійний перетворювач 8, з виходу якого подається на другий вхід блока порівняння 6. Нелінійні перетворювачі 4 та 8 дають можливість забезпечити більш помітну різницю 1 1 2 z cos 2 02 1 , (14) Тп 1 Tп Tп між сигналами, що знімаються з виходів першого блока формування різниці 3 та другого блока формування різниці 7. Блок порівняння вибирає більший сигнал, що надходить з першого 4 чи другого нелінійного перетворювача 8, а блок приймання вирішення 9 забезпечує розпізнавання посилки. Отже запропонований адаптивний приймач цифрового сигналу у порівнянні з відомим прототипом дозволяє забезпечити підвищення вірогідності приймання цифрового сигналу. Джерела інформації: 1. Адаптивный приемник частотноманипулированных сигналов. Авторское свидетельство СССР 766036, кл. Н 04 L 27/14. И.П. Панфилов, М.Т. Козаченко, Н.П. Белевский. Заявл. 31.07.78 2654088/18-09. Опубл. 23.09.80. Бюллетень № 35. 2. Панфилов И.П. Синтез цифровых приемников частотно-манипулированных сигналов. - Теория передачи информации по каналам связи: Сборник научных трудов учебных институтов связи. Л.: изд. ЛЭИС, 1984, с. 84-90. 3. Пестряков В.Б. Фазовые радиотехнические системы. - М.: Сов. радио, 1968. - 382 с. 4. Мидлтон Д. Введение в статистическую теорию связи. - М.: Сов. радио, 1962. - 732 с. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 54960 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601