第8章 通信原理.ppt

第 十 章 数字信号的最佳接收 　　引言 10.2　关于最佳接收的准则 10.1　数字信号接收的统计表述 最大似然准则（最小误码率准则） 二进制数字信号的接收。 假设两个可能接收的信号为s1和s2,相应的先验概率分别为P(s1) 和P(s2)，则在发送s1条件下出现接收波形y的概率密度函数 和在发送s2条件下出现接收波形y的概率密度函数 误码率： 10.3　　确知信号的最佳接收 M进制最佳接收机 10.4 二进制确知信号最佳接收机的抗噪性能 性能：误码率 对于最佳接收机，能达到的性能极限，即获得最小误码率。 先验等概情况下： 三、M进制信号的最佳接收机 10.5 随参信号的最佳接收 10.7实际接收机与最佳接收机的性能比较 实际接收机指相干解调2PSK、2FSK、2ASK，包络检波2FSK、2ASK及差分相干解调2DPSK，最佳接收机指最佳相干接收机和最佳非相干接收机。 10.8 匹配滤波器及其在最佳接收中的运用 概念：输出信噪比最大的最佳线性滤波器 应用：在数字信号检测和雷达信号的检测中具有特别重要的意义。在输出信噪比最大准则下设计一个线性滤波器具有实际意义。 一、 数学模型及课题 二、分析结论 1 匹配滤波器传输函数H(ω) 3 匹配滤波器输出波形 4 最佳判决时刻t0 5 二进制匹配滤波器结构 结论: 最佳接收机/匹配滤波器 二、二进制确知信号最佳接收机的匹配滤波器形式 10.9 基带系统的最佳化 三、二进制随相信号最佳接收机的匹配滤波器形式 用匹配滤波器代替相关器 第10章 教学要求 ·了解最佳接收的概念和准则 ·掌握二进制确知信号最佳接收机、匹配滤波器的构成及抗噪性能 ·了解最佳数字通信系统结构 习题:P325 10-3 10-9 10-10 例10.1 例10.2 例10.3 比较器 cp(t) M1 M2 输出 输入 cosω1t sinω1t sinω2t cosω2t 相关器 平方器 相关器 平方器 相加器 开方器 相关器 平方器 相关器 平方器 相加器 开方器 无噪声时，抽样时刻M1值为s1(t)的能量（发“1”码），抽样时刻的M2值为s2(t)的能量（发“0”码）。 发“1”码，M2 = 0, M1 = Eb 发“0”码, M1 = 0 ，M2 = Eb 包络检波 输出 cp(t) ω1 输入 ω2 带通 包络检波 平方 积分 带通 包络检波 平方 积分 比较器 据上述分析，可将2FSK信号的最佳非相干接收机改为以下形式 2. 2ASK随相信号的最佳接收 为2FSK最佳非相干接收机的上半部分，比较电平为Eb/2 3. 2DPSK随相信号的最佳接收 带通 低通 积分 抽样 判决 S1’(t) 延时TS S1’(t)为发“1”时低通滤波器输出波形 4. 抗噪性能 分别将2DPSK差分相干解调，2FSK包络检波及2ASK包络检波接收机的误码率公式中的S/N换为Eb/n0即可得到2DPSK、2FSK、2ASK最佳非相干接收机的误码率。 2DPSK 2FSK 2ASK 5.MFSK最佳非相干接收机 输出 ω1 输入 ωM 带通 包络检波 平方 积分 带通 包络检波 平方 积分 选择最大者 2DPSK 2PSK 2FSK 2ASK 最佳非相干接收机 非相干解调接收机 最佳相干接收机 相干解调接收机 类 别 最佳接收机的抗噪性能优于（至少等于）实际接收机。 y (t) = s (t) + n (t) s 0 (t) + n 0 (t) h(t) 问题：如何设计H（ω），能够使输出信噪比有最大值？最大值为多少？ s(t)：存在时间为0~T，能量 n(t)：单边功率谱密度为n0的白噪声 |s0(t0)2| 信号的瞬时功率，N0噪声平均功率。 y (t) = s (t) + n (t) s 0 (t) + n 0 (t) h(t) 输出最大信噪比： 匹配滤波器传输函数： y (t) = s (t) + n (t) s 0 (t) + n 0 (t) h(t) 2 结论：匹配滤波器的冲激响应是信号s(t)的镜像信号s(-t)在时间上平移t0后得到的信号。 t0为输出信噪比最大时刻。 2 匹配滤波器冲击响应 根据下图，当t=T时，输出信号幅度最大，该时刻即为最佳判决时刻。 T T T 2T 2T 输出 a(t) b(t) cp(t) y(t) s1(T-t) s2(T-t) 比较器 比较器是在t=T时刻进行比较的。如果