Введение

Система восстановления носителя - это схема, используемая для оценки и компенсации частотных и фазовых различий между волной-носителем полученного сигнала и локальным осциллятором приемника с целью когерентной демодуляции. В передатчике системы коммуникационных носителей, несущая волна модулируется базовым сигналом. На приемнике базальная информация извлекается из входящей модулированной формы волны. В идеальной системе связи, носитель сигналов осцилляторов передатчика и приемника будет идеально совпадать в частоте и фазе, что позволяет совершенно когерентную демодуляцию модулированного базового сигнала. Однако передатчики и приемники редко используют один и тот же носительный осциллятор. Системы приемников связи обычно независимы от систем передачи и содержат свои осцилляторы с частотными и фазовыми смещениями и нестабильностью. Допплеровское смещение может также способствовать различиям частот в системах мобильной радиочастотной связи. Все эти частоты и фазовые изменения должны быть оценены с использованием информации в полученном сигнале для воспроизведения или восстановления несущего сигнала на приемнике и обеспечения когерентной демодуляции.

Методы

Для тихого носителя или сигнала, содержащего доминирующую спектральную линию носителя, восстановление носителя может быть выполнено с помощью простого фильтра пропускания полосы на частоте носителя или с помощью фазовой замкнутой петли или обоих. Однако многие схемы модуляции делают этот простой подход непрактичным, потому что большая часть мощности сигнала направлена на модуляцию, где информация присутствует, а не на частоту носителя. Уменьшение мощности носителя приводит к повышению эффективности передатчика. Для извлечения грузовой части в этих условиях должны использоваться различные методы.

Костасская петля

Частота носителя и восстановление фазы, а также демодуляция могут быть выполнены с использованием петли Костаса соответствующего порядка. Круг Костаса является родственником PLL, который использует когерентные сигналы квадратуры для измерения фазовой погрешности. Эта ошибка фазы используется для дисциплины осциллятора петли. После правильного выравнивания/восстановления сигналы квадратуры также успешно демодулируют сигнал. Восстановление носителей в цикле Костаса может быть использовано для любой схемы модуляции Mary PSK. При решении направленного восстановления носителя выход декодера символов подается в схему сравнения, а разница фаз/ошибка между декодированным символом и полученным сигналом используется для регулирования локального осциллятора. Методы, направленные на принятие решений, подходят для синхронизации частотных различий, которые меньше, чем частота символов, поскольку сравнения выполняются на символах, находящихся на или близких к частоте символов. Для достижения первоначального сбора частоты могут потребоваться другие методы восстановления частоты. Общая форма решений, направленных на восстановление носителей, начинается с кореляторов фаз квадратного типа, производящих сигналы фазного и квадратного типа, представляющие координаты символов в сложной плоскости. Эта точка должна соответствовать местоположению на диаграмме созвездия модуляции. Фазовая погрешность между полученным значением и ближайшим/декодированным символом рассчитывается с помощью тангенса дуги (или приближения). Однако, при касании дуги, можно рассчитать фазовую коррекцию только между 0 и большинство созвездий QAM также имеют фазовую симметрию. Оба этих недостатка были устранены с помощью дифференциального кодирования. При низком уровне SNR декодер символов будет делать ошибки чаще. Использование только угловых символов в прямоугольных созвездиях или придание им большего веса по сравнению с более низкими символами SNR уменьшает влияние ошибок принятия решений с низким SNR.