Часть I. КОГЕРЕНТНЫЙ ПРИЕМНИК

ГЛАВА I. ВВЕДЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Книга задумана как изложение с единой точки зрения теории модуляции для фазово-когерентных систем связи. Техника модуляции ведет свое начало от первых попыток доисторического человека передавать информацию на расстояние. Основные методы и теория модуляции изложены несколькими авторами [1 и 2]. Особое внимание они уделили конструкции и теории обычных модуляторов и демодуляторов, применяемых в некоторых системах модуляции. Начиная с середины сороковых годов, когда для исследования проблем связи впервые была применена статистическая теория, был выполнен ряд важных исследований систем модуляции, некоторые из них излагаются в учебниках статистической теории связи [3 и 4]. Труды Шеннона [5], Винера [6] и Вудворда [7] создали теоретические основания для проектирования оптимальных систем модуляции для разнообразных систем радиосвязи. В нашей книге будут изложены основы статистической теории связи, приводящей к исследованию и оптимальному построению систем модуляции для фазово-когерентных систем, работающих при наличии теплового шума. (См. также [9]. Прим. ред.)

Книга разделена на три части. Часть 1 посвящена теории когерентного приема. В гл. 2 даны основы приближенной линеаризированной теории систем фазовой автоподстройки, включающей исследование реакции на воздействие на входе системы случайных процессов. Глава 3 представляет точное исследование системы фазовой автоподстройки в отсутствие шума, причем нелинейность и его влияние на захват и слежение рассматриваются при помощи

метода фазовой плоскости. Глава 4 представляет подобное исследование системы фазовой автоподстройки при наличии шума. Получены точные соотношения путем решения уравнений Фоккера — Планка и рассмотрены приближенные соотношения, применимые при больших отношениях сигнал/шум (С/Ш). Часть 2 посвящена аналоговым системам модуляции; в ней рассматриваются свойства системы фазовой автоподстройки как демодулятора в когерентных аналоговых системах с фазовой и частотной модуляцией. В гл. 5 показывается, что система фазовой автоподстройки является оптимальным демодулятором с точки зрения теории оценок. В гл. 6 содержится сравнительное рассмотрение когерентных и некогерентных систем модуляции, которое проводится на основе предыдущих глав.

Третья часть посвящена вопросу оптимизации и анализу качества цифровых систем модуляции. В гл. 7 рассмотрены оптимальные демодуляторы для двоичных систем импульсно-кодовой модуляции (ИКМ) для когерентного и некогерентного приема, а также и для некоторых промежуточных случаев и сделан сравнительный анализ. В гл. 8 содержится аналогичное рассмотрение М-ичных дискретных систем связи, включая системы с кодированной ИКМ, а также с дискретной фазово-импульсной модуляцией (ФИМ) и частотной модуляцией (ЧМ). В гл. 9 получены общие соотношения, характеризующие качество цифровых систем модуляции при передаче аналоговых данных, эти соотношения сравнены с характеристиками качества оптимальных аналоговых систем модуляции, рассмотренных в гл. 5 и 6. В заключительной главе рассматривается проблема синхронизации и захвата частоты, общая для всех рассмотренных ранее цифровых когерентных систем связи.

Прежде чем перейти к исследованию когерентных систем модуляции, по-видимому, целесообразно рассмотреть вкратце природу канала связи и напомнить некоторые основные понятия, касающиеся представления и исследования случайных процессов, которые понадобятся в дальнейшем.