Anteriormente o enfoque foi a procura de técnicas para eliminar, minimizar ou corrigir as perturbações do canal, em particular a interferência entre símbolos, sem alterar a estrutura básica do receptor. Agora, em uma abordagem introdutória será considerado, não a otimização do receptor convencional, mas a obtenção de um receptor ótimo em presença de interferência entre símbolos.
Na realidade, a própria estrutura genérica
de receptor ótimo representada na Figura
16 pode ser usada como receptor ótimo em presença de
ruído e interferência entre símbolos. O que se deve
considerar agora é que, a presença da interferência
entre símbolos introduz uma correlação entre o sinal
observado em intervalos adjacentes de modo que a deteção
isolada de cada mensagem não corresponde mais ao procedimento ótimo.
Neste caso, o ponto de partida para se chegar ao receptor ótimo
é tratar uma seqüência de mensagens como uma só
mensagem. Tomando por base um sistema PAM causal, tem-se agora que os sinais
s0(t), s1(t), ..., sM-1(t) no receptor
da Figura 28 são dados por
(106)
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onde K representa a memória do canal, ou seja,
o número de símbolos que interfere no símbolo a0.
Note-se, portanto, que o número de mensagens agora será N
= MK, onde M é o número de amplitudes do sistema
PAM. Isto significa um tremendo aumento da complexidade do receptor a medida
que aumentam a memória do canal K e o número de amplitudes
M. De acordo com a Figura 28, o receptor ótimo deverá calcular
as seguintes quantidades
(107)
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(108)
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A regra de decisão ótima pode então
ser expressa como
(109)
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onde
(110)
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onde
(111)
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é a amostra que seria colhida no detetor convencional
com filtro casado como indicado na Figura 28, e
(112)
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está relacionado a interferência entre pulsos adjacentes. Tipicamente Gm deve se anular a partir de um certo valor de m e quanto maior a interferência entre os pulsos, maior será este valor.
Figura 28 - Receptor ótimo em presença de interferência entre símbolos
Note-se que, se g(t)=0 fora do intervalo [0,T],
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(113)
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A última expressão acima mostra que quando o pulso g(t) está restrito ao intervalo [0,T] a maximização correspondente à regra de decisão ótima pode ser feita símbolo a símbolo.
A maximização em (109) se torna, em
geral, impraticável se for feita de uma maneira exaustiva. É
possível, entretanto, explorar as propriedades das expressões
envolvidas para chegar a um algoritmo, usualmente conhecido como Algoritmo
de Viterbi que torna viável a implementação do receptor
ótimo em muitos casos. Este algoritmo pode ser obtido a partir das
seguintes relações de recorrência,
(114)
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onde Vk+1 é dado por
(115)
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Para compreender o algoritmo de Viterbi deve-se notar que o sinal transmitido foi definido em (106) como a soma de K pulsos modulados em amplitude. Para corresponder a um sinal digital real, este número de pulsos deve ser muito grande. Por outro lado, na prática, o valor de Gm se anula a partir de um certo valor de m = L e, neste caso, pode-se mostrar que Vk+1 só depende das amplitudes ak+1, ak ,..., ak-L+1. Isto permite fazer a deteção dos símbolos sem necessariamente aguardar a observação de toda a seqüência. Esta propriedade é ilustrada através do exemplo que se segue.