1.5. ДЕМОДУЛЯЦИЯ И ДЕКОДИРОВАНИЕ

Восстановление переданного сообщения в приемнике обычно осуществляется в такой последовательности. Сначала производится демодуляция сигнала. В системах передачи непрерывных сообщений в результате демодуляции восстанавливается первичный сигнал, отображающий переданное сообщение. Этот сигнал затем поступает на воспроизводящее или записывающее устройство. В радиовещании таким устройством может быть громкоговоритель или магнитофон. В системах передачи дискретных сообщений в результате демодуляции последовательность элементов сигнала превращается в последовательность кодовых символов, после чего эта последовательность преобразуется в последовательность элементов сообщения, выдаваемую получателю. Это преобразование называется декодированием.

Не следует думать, что демодуляция и декодирование — это просто операции, обратные модуляции и кодированию, выполняемые над пришедшим из канала сигналом. В результате различных искажений и воздействия помех пришедший сигнал может существенно отличаться от переданного. Поэтому всегда можно высказать ряд предположений (гипотез) о том, какое сообщение передавалось. Задачей приемного устройства является принятие решения о том, какое из возможных сообщений действительно передавалось источником. Для принятия такого решения принятый сигнал подвергается анализу с учетом всех сведений об источнике (например, о вероятностях, с которыми источник посылает то или иное сообщение), о применяемом коде и методе модуляции, а также о свойствах канала. В результате такого анализа обычно можно определить условные или апостериорные вероятности всех возможных гипотез и на основании этих вероятностей принять решение, которое и поступает к получателю. Та. часть приемного устройства, которая осуществляет анализ приходящего сигнала и принимает решение о переданном сообщении, называется решающей схемой.

В системах передачи непрерывных сообщений при аналоговой модуляции решающая схема определяет по пришедшему искаженному вторичному сигналу наиболее вероятный переданный первичный сигнал и восстанавливает его. Здесь решающей схемой является демодулятор. В системах передачи дискретных сообщении решающая схема обычно состоит из двух частей: первой решающей схемы — демодулятора и второй решающей схемы — декодера.

Иногда операции демодуляции и декодирования выполняет одно устройство, которое приходящую последовательность элементов сигнала преобразует сразу в последовательность букв сообщения. Такой метод приема называют «приемом в целом», в отличие от «поэлементного приема» с двумя решающими схемами. В первом случае анализируется целиком отрезок сигнала, соответствующий кодовой комбинации, и на основании того или иного критерия восстанавливается переданный элемент сообщения (буква). Во втором случае сначала анализируются отдельные элементы сигнала, соответствующие кодовым символам, а затем восстановленная кодовая комбинация декодируется, т. е. преобразуется в элемент (букву) сообщения.

В некоторых случаях роль решающей схемы выполняет полностью или частично человек. Так, например, при приеме телеграфных сигналов на слух оператор решает, какой сигнал («точка» или «тире») был передан. Он же выполняет и операцию декодирования.

В приемниках дискретных сообщений, предназначенных для записи информации, все указанные операции выполняются автоматически. В этих случаях приемник принимает решение, какому переданному сигналу соответствует искаженный сигнал.

В простейшем случае первая решающая схема представляет собой пороговое устройство в форме реле, триггера, работающих но принципу «да» или «нет». Если принятый элемент сигнала выше порога, выдается один символ кода (например, 1), если ниже — другой (0).

В некоторых случаях применяются решающие схемы с двумя порогами. При попадании уровня сигнала между двумя порогами решение не принимается вместо сомнительного элемента сигнала выдается специальный символ стирания. Введение такого стирающего символа облегчает возможность правильного декодирования принятой кодовой комбинации.

Для принятия решения о том, какое сообщение передавалось, необходимо проанализировать пришедший сигнал. С этой целью юн подвергается различным преобразованиям, которые называют обработкой сигнала. Одной из задач теории связи является отыскание правил оптимальной обработки сигнала, при которой решение о переданном сообщении оказывается наиболее достоверным. Эти правила зависят от свойств канала и методов передачи (кодирования и модуляции). Иногда оптимальные правила обработки оказываются сложными и с целью упрощения аппаратуры используют другую, не оптимальную обработку.

Операции, входящие в процедуру обработки сигнала, могут быть весьма (разнообразными. Чаще всего приходится применять в процессе обработки фильтрацию, перемножение сигналов, сложение, интегрирование (реже дифференцирование), стробирование, ограничение, сравнение двух или нескольких отсчетов, возведение в квадрат и другие функциональные преобразования. Многие операции обработки принятого сигнала направлены на то, чтобы увеличить отношение мощности сигнала к мощности помехи.