No sistema de comunicação digital, o receptor recebe a soma do sinal transmitido e do ruído do canal.
Orecepção idealde sinais digitais com base no critério “melhor” com a menor probabilidade de erro. Os erros considerados neste capítulo são principalmente devidos ao ruído gaussiano branco de banda limitada. Sob esta suposição, o sinal modulado digital binário é dividido em três tipos: sinal definido, sinal dependente de fase e sinal flutuante. A probabilidade mínima de erro possível é analisada quantitativamente. Além disso, a probabilidade de erro de recepção de sinais de banda base multinível também é analisada.
Oprincípio básico da análiseé considerar todos os valores amostrados de um símbolo de sinal recebido como um vetor no espaço vetorial k-dimensional recebido e dividir o espaço vetorial recebido em duas regiões. A ocorrência ou não de um erro é determinada de acordo com a região em que o vetor recebido se enquadra. O diagrama de blocos principal do melhor receptor pode ser obtido e a taxa de erro de bit pode ser calculada pelo critério de decisão. Essa taxa de erro de bit é teoricamente ótima – ou seja, a menor teoricamente possível.
Oerro de bit ideala taxa do sinal determinístico binário é determinada pelo coeficiente de correlação p dos dois símbolos e pela relação sinal-ruído E/n, mas não tem relação direta com a forma de onda do sinal. Quanto menor for o coeficiente de correlação p, menor será a taxa de erro de bit. O coeficiente de correlação do sinal 2PSK é o menor (p = -1) e sua taxa de erro de bit é a mais baixa. O sinal 2FSK pode ser considerado um sinal de quadratura e seu coeficiente de correlação é p = 0.
Para osinal de seguimento de fasee o sinal flutuante, apenas oSinal FSKé utilizado como representante para análise, pois neste canal a amplitude e a fase do sinal mudam aleatoriamente devido à influência do ruído, portanto o sinal FSK é principalmente adequado para a aplicação. Como o canal está causando mudanças aleatórias na fase do sinal, a demodulação coerente não pode ser usada. Em vez disso, a demodulação não coerente é a melhor maneira de receber o sinal.
Comparado com as taxas de erro de bit do receptor real e doreceptor ideal, pode-se ver que se a relação de potência sinal-ruído r no receptor real for igual à razão entre a energia do símbolo e a densidade espectral de potência de ruído no receptor ideal E/n, o desempenho da taxa de erro de bit do dois é o mesmo. No entanto, isto nem sempre é possível devido aos receptores reais. Portanto, o desempenho real do receptor é sempre pior que o do melhor receptor.
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