Полосовая модуляция и демодуляция

В передатчике АСТСП для передачи цифровой информации выбрана частотная манипуляция. Дискретному значению равному единице, соответствует частота 16 кГц, нулю - 12 кГц. В течение каждого символьного интервала передается гармоническое колебание с частотой, соответствующей текущему символу. Символьная скорость передачи составляет 2 кГц и определяется следующим образом:

(2.7)

где - период поступления символа от источника.

Выбор данного вида манипуляции передатчиком не случаен. Значение амплитуды сигнала является неустойчивым параметром к влиянию шума [10], в виду чего амплитудная манипуляция не может быть использована. Не рационально применять и фазовую манипуляцию, так как она сложна в реализации.

Детектирование частотно-манипулированного сигнала

Передатчик АСТСП транслирует управляющий сигнал, в котором информация представлена конечным набором частот в определенной последовательности. При этом, такой параметр сигнала, как фаза, не несет никакой «смысловой» нагрузки. По этой причине в приемнике АСТСП используется демодулятор, спроектированный для работы без знания абсолютной величины фазы входного сигнала, именуемый некогерентным детектором.

Некогерентный детектор FSK - модулированных сигналов, реализуется с помощью корреляторов [8]. На Рис. 2.3 представлена схема квадратурного приемника. Синфазный (I) и квадратурный (Q) каналы используются для не когерентного детектирования набора сигналов в бинарной модуляции FSK (BFSK). Две верхние ветви настроены на детектирование сигнала с частотой : для синфазной ветви опорный сигнал имеет вид , а для квадратурной - . Подобным образом две нижние ветви настроены на детектирование сигнала с частотой : для синфазной ветви опорный сигнал имеет вид , а для квадратурной - .

Рис.2.3 Квадратурный приемник.

Предположим, что принятый сигнал имеет вид , т.е. фаза точно равна нулю. Следовательно, сигнальный компонент принятого сигнала точно соответствует (по частоте и фазе) опорному сигналу верхней ветви. В такой ситуации максимальный выход должен дать интегратор произведений верхней ветви. Вторая ветвь должна дать нулевой выход (проинтегрированный шум с нулевым средним), поскольку ее опорный сигнал ортогонален сигнальному компоненту сигнала . При ортогональной передаче сигналов третья и четвертая ветви также должны дать близкие к нулю выходы порядка нуля, поскольку их опорные сигналы также ортогональны сигнальному компоненту сигнала .

Рассмотрим теперь другую возможность. Пусть принятый сигнал имеет вид . В этом случае максимальный выход должна дать вторая ветвь схемы, а выходы других ветвей должны быть близки нулю. В реальной системе сигнал скорее всего описывается выражением , т.е. входной сигнал будет частично коррелировать с опорным сигналом и частично - с сигналом . Поэтому некогерентный квадратурный приемник ортогональных сигналов и требует синфазной и квадратурной ветви для каждого возможного сигнала набора. Блоки, показанные на Рис. 2.3 после интеграторов произведений, выполняют операцию возведения в квадрат, что предотвращает появление возможных отрицательных значений. Затем для каждого класса сигналов набора (в бинарном случае - для двух) складываются величины из синфазного канала и из квадратурного канала. На конечном этапе формируется тестовая статистика и выбирается сигнал с частотой или , в зависимости от того, какая пара детекторов энергии дала максимальный выход.

Интересное из раздела

Расчет параметров четырехполюсника
Системы автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте представляют собой технические средства управления перевозочным процессом, способству ...

Проектирование и программная реализация комплексной системы стрелочных переводов
Цифровая обработка сигналов (ЦОС) [1] представляет собой одну из наиболее мощных технологий, которая в XXI веке будет определять развитие наук ...

Цифровая система автоматического управления
Необходимо спроектировать цифровую систему автоматического управления (ЦСАУ). Система должна принимать сигнал из датчика, который находит в диапазоне 0…24В. Задаю ...