En el sistema de comunicación digital, el receptor recibe la suma de la señal transmitida y el ruido del canal.
Elrecepción óptimade señales digitales basándose en el "mejor" criterio con la menor probabilidad de error. Los errores considerados en este capítulo se deben principalmente al ruido blanco gaussiano de banda limitada. Bajo este supuesto, la señal modulada digital binaria se divide en tres tipos: señal definida, señal dependiente de la fase y señal fluctuante. La mínima probabilidad de error posible se analiza cuantitativamente. Además, también se analiza la probabilidad de error al recibir señales de banda base multinivel.
Elprincipio básico del análisises considerar todos los valores muestreados de un símbolo de señal recibido como un vector en el espacio vectorial recibido de k dimensiones y dividir el espacio vectorial recibido en dos regiones. La aparición o no de un error se determina según la región en la que se encuentre el vector recibido. Se puede obtener el diagrama de bloques principal del mejor receptor y calcular la tasa de error de bits mediante el criterio de decisión. Esta tasa de error de bits es teóricamente óptima, es decir, la más pequeña teóricamente posible.
Elerror de bit óptimoLa velocidad de la señal determinista binaria está determinada por el coeficiente de correlación p de los dos símbolos y la relación señal-ruido E/n, pero no tiene relación directa con la forma de onda de la señal. Cuanto menor sea el coeficiente de correlación p, menor será la tasa de error de bits. El coeficiente de correlación de la señal 2PSK es el más pequeño (p = -1) y su tasa de error de bits es la más baja. La señal 2FSK puede considerarse como una señal en cuadratura y su coeficiente de correlación es p = 0.
Para elseñal de seguimiento de fasey la señal fluctuante, sólo elseñal FSKse utiliza como representante para el análisis, porque en este canal, la amplitud y la fase de la señal cambian aleatoriamente debido a la influencia del ruido, por lo que la señal FSK es principalmente adecuada para la aplicación. Dado que el canal provoca cambios aleatorios en la fase de la señal, no se puede utilizar una demodulación coherente. En cambio, la demodulación no coherente es la mejor manera de recibir la señal.
En comparación con las tasas de error de bits del receptor real y elreceptor óptimo, se puede ver que si la relación de potencia señal-ruido r en el receptor real es igual a la relación entre la energía del símbolo y la densidad espectral de potencia de ruido en el receptor óptimo E/n, el rendimiento de la tasa de error de bits del dos es lo mismo. Sin embargo, esto no siempre es posible debido a los receptores reales. Por lo tanto, el desempeño del receptor real siempre es peor que el del mejor receptor.
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