16. КОГЕРЕНТНАЯ ОБРАБОТКА ШПС И НЕКОГЕРЕНТНОЕ НАКОПЛЕНИЕ

16.1. Основы квазиоптимальной обработки ШПС

Поиск ШПС во многом определяется их структурными свойствами. При больших базах ШПС обеспечить полную когерентную обработку всего сигнала весьма затруднительно. Поэтому часто используют комбинированную обработку — часть сигнала обрабатывается когерентно, а затем производится некогерентпое накопление [12, 16, 65]. Точно такое же положение при поиске - ШПС когерентно обрабатывается согласованным фильтром, а затем производится некогерентное накопление. Такая обработка ШПС называется квазиоптимальной, а соответствующие приемники — квазиоптимальными.

На рис. 16.1 представлена схема квазиоптимального приемника с когерентной обработкой ШПС и некогерентным накоплением, который предназначен для приема двоичной информации, передаваемой с помощью ортогональных сигналов. Приемник содержит два канала, в каждом из которых имеются согласованный фильтр (СФ), детектор огибающей (Д), некогерентный накопитель (НН).

Напряжения с выхода каналов подаются на вычитающее устройство (—), а затем на пороговое устройство (ПУ) с нулевым порогом. Комбинация из вычитающего и порогового устройств реализует выбор максимального значения из напряжений на выходах каналов. Положим, что длительность ШПС, обрабатываемого когерентно, равна Т, число накапливаемых ШПС равно Поэтому длительность ШПС, обрабатываемого согласованным фильтром и накопителем, равна

Рис. 16.1. Квазиоптимальный приемник с когерентной обработкой ШПС и некогерентным накоплением

Рис. 16.2. Квазиоптимальный приемник, адекватный приемнику рис. 16.1

При когерентной обработке ШПС длительностью отношение сигнал-помеха на выходе приемника

—отношение сигнал-помеха на выходе согласованного фильтра. Формула (16.1) подчеркивает характерную особенность когерентной обработки, в том числе и когерентного накопления: отношение сигнал-помеха на выходе согласованного фильтра (или когерентного накопителя) линейно растет с увеличением длительности ШПС или числа накапливаемых ШПС.

Прн некогерентном накоплении отношение сигнал-помеха на выходе некогерентпого накопителя будет меньше значения (16.1), т. е. при некогерентном накоплении имеют место потери в отношении сигнал-помеха. Поэтому можно записать, что отношение сигнал-помеха на выходе некогерентпого накопителя

где коэффициент определяет потери в отношении сигнал-помеха.

Алгоритм работы квазиоптимального приемника с некогерентным накоплением определяется следующим неравенством:

где -модифицированная функция Бесселя нулевого порядка; значение огибающей на выходе согласованного фильтра в момент окончания этого ШПС для символа 1; значение огибающей на выходе

согласованного фильтра в момент окончания этого ШПС для символа 0. Если имеет место неравенство (16.4), то принимается решение, что был послан символ 1, если имеет место обратное неравенство, то принимается решение, что был послан символ 0.

В соответствии с неравенством (16.4) детектор огибающей в схеме квазиоптимального приемника (рис. 16.1) должен иметь характеристику вида

В зависимости от отношения сигнал-помеха на выходе согласованного фильтра детектор с характеристикой может быть либо квадратичным, либо линейным, так как

Поэтому неравенство (16.4) преобразуется в следующее: при квадратичном детекторе

при линейном детекторе

Так как операции вычитания и суммирования линейны, то их можно поменять местами. Поэтому квазиоптимальный приемник с некогерентным накоплением может быть построен по схеме, изображенной на рис. 16.2. В этом случае необходим только один некогерентный накопитель.