通信原理第十章数字信号的最佳接收.pptVIP

2005-3 10.1 最佳接收准则 2、用相关器实现 设信号的表示式为 试求其匹配滤波器的特性和匹配滤波器输出的波形。 因此，其匹配滤波器的传输函数为 上式中已令t0 = Ts。 此匹配滤波器的冲激响应为： 为了便于画出波形简图，令 式中，n = 正整数。这样，上式可以化简为 h(t)的曲线示于下图： 这时的匹配滤波器输出波形可以由卷积公式求出： 由于现在s(t)和h(t)在区间(0, Ts )外都等于零，故上式中的积分可以分为如下几段进行计算： 显然，当t 0和t 2Ts时，式中的s(?)和h(t-?)不相交，故s0(t)等于零。 当0 ? t Ts时，上式等于 当Ts ? t ? 2Ts时，上式等于 若因f0很大而使(1/4?f0)可以忽略，则最后得到 按上式画出的曲线示于下图中。 本章小结 高斯白噪声信道中二进制系统最佳接收机性能： 其中： s1(t)和s2(t)之间的互相关系数 信号的能量为 高斯白噪声的单边功率谱 n0 10.3 最佳接收机的性能 误码率公式一览表 相干ASK 相干FSK 相干PSK 最佳接收机误码率Pe 实际接收机误码率Pe 接收方式 信噪比r=S/N是指带通滤波器输出端的信噪比。设噪声为高斯白噪声，单边功率谱密度为n0，带通滤波器的等效矩形带宽为B，则带通滤波器输出端的信噪比为 可见，信噪比r与带通滤波器带宽B有关。  对于最佳接收系统，其输入端信号能量与噪声功率谱密度之比Eb/n0为  * 10.2 匹配滤波式的最佳接收机 10.1 最佳接收准则 10.3 最佳接收机的性能 第十章 数字信号的最佳接收 D S + n X Y 判决准则 观察空间 信号空间 消息空间 判决空间 噪声空间 接收波形是一个伴有噪声的随机波形，收信者不能肯定接收到的究竟是发送信号中的哪一个。但是，用概率论的观点看，只要掌握接收波形的统计特性，就可以用统计判决的方法获得满意的接收效果。 从统计学观点将数字通信系统用统计模型来表示 消息空间、信号空间、噪声空间、观察空间及判决空间分别代表消息、信号、噪声、接收波形及判决的所有可能状态的集合。 似然函数 信号 噪声 根据信源和噪声的统计特性，可以确定一系列最佳准则，目的就是在噪声背景中有利于对信号的识别和判决。 在通信系统中，最常用的最佳判决准则是 最小错误概率准则 最大似然准则 最大输出信噪比准则 最佳的概念是相对的，按某种判决准则建立的接收机，在其它判决准则情况下就不一定仍是最佳的。 10.2 匹配滤波式的最佳接收机 10.1 最佳接收准则 10.3 最佳接收机的性能 第十章 数字信号的最佳接收 1、定义 匹配滤波器就是指在白噪声为背景的情况下，输出信噪比最大的线性滤波器。 2、匹配滤波器的传递函数 x(t) y(t) H(?) h(t) 1) 线性滤波器的输入端 x(t) = s(t) + n(t) 其中， n(t) 是白噪声，有均匀功率谱密度为n0/2 s(t)为信号，频谱为 10.2 匹配滤波式最佳接收 一、匹配滤波器的导出 2) 线性滤波器的输出端 y(t) = s0 (t) + n0(t) 其中， n0(t) 是输出噪声，功率谱密度为 s0(t)为输出信号， x(t) y(t) H(?) h(t) 3) 输出端信号瞬时功率与噪声平均功率之比 4) 最大输出信噪比 只有当 时等式成立。 施瓦兹不等式: rmax = 2E/n0 5) 匹配滤波器传输函数 在白噪声的背景下，线性滤波器能获得最大输出信噪比，因此是最大输出信噪比意义下的最佳！令K=1。 H(?)=KS*(?) e-j?t0 6) 匹配滤波器的物理解释 |H(?)|=|S(?)|，匹配滤波器和有用信号的幅度特性是一致的，因此，带外噪声完全被抑制，信号幅度特性较小处的噪声也受到相应的抑制。 H(?) ~ S*(?)，说明如果信号相位超前多少，则滤波器相位滞后多少；反之亦然。因此，输出信号的各频率分量是零相位同相迭加，各分量的幅度按代数相加。因此，输出信