开题报告-数字信号最佳接收方案的研究与仿真.docVIP

选题的依据及意义 21世纪人类已经进入了信息时代，信息技术迅猛发展，影响着全球经济社会生活中的各个方面。现代数字通信系统是现代通信技术的集成，是信息技术的重要组成部分，特别是新时代的大学生，在今后从事工程技术、工程管理等工作时，是离不开数字信息技术的。近十几年来，随着计算机，人工智能，模式识别的信号处理等技术的飞速发展，数字通信系统得到了广泛的应用，主要是因为数字通信有以下优点： （1）数字信号便于存储、处理、抗干扰能力强且噪声不积累； （2）数字信号便于交换和传输； （3）传输差错可控，可通过信道编码技术进行检错与纠错； （4）数字信号易于加密处理，且必威体育官网网址性好； （5）易于集成，使通信设备微型化，重量轻；随着通信技术的飞速发展,提高数字通信的可靠性是人们一直关心的现实问题,数字信号在信道的传输过程中，会受到噪声干扰，虽然人们可以通过信道编码降低传输过程中的误码率，但是噪声仍然是不可避免的，由于信道中噪声干扰而引起数字信号波形失真，在接收端会产生误判。在通信系统的理论分析中，特别是在分析、计算系统抗噪声性能时，经常假定系统中信道噪声（即前述的起伏噪声）为高斯型白噪声。其原因在于，一是高斯型白噪声可用具体的数学表达式表述，便于推导分析和运算；二是高斯型白噪声确实反映了实际信道中的加性噪声情况，比较真实地代表了信道噪声的特性。因此接收系统的抗噪声能力决定了一个通信系统的优劣，国内外的专家学者一直致力于研究在随机干扰存在的情况下如何最好地接收数字信号。 通信系统中信道特性不理想及信道噪声的存在，直接影响接收系统的性能，而一个通信系统的质量优劣在很大程度上取决于接收系统的性能。研究从噪声中如何最好地提取有用信号，且在某个准则下构成最佳接收机，使接收性能达到最佳，这就是最佳接收理论。为什么在这里单独提出“数字”信号的“最佳接收”呢？这是由数字信号本身具有的特点决定的。即数字信号（以二进制为例）无论对信号如何变形，只要最终能恢复出正确的“1”和“0”就达到了通信的目的。所以只要不会引起误码，对信号进行一系列的处理是可行的。 实际上，研究最佳接收机的意义在于为人们提出一个理论上的模型，我们在实际中设计的接收机的努力方向就是“最佳接收”。任何事情都没有绝对的“最佳”，因为衡量的标准不同。按这个标准得到的“最佳”用另一个标准来看，则很可能不是最佳，因此我们这里所讲的“最佳”是针对通信中公认的标准来衡量的，这些标准我们称之为准则。 二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）　　最佳信号接收理论，即信号检测与估计理论，它自上世纪40年代问世以来，得到了迅速的发展和广泛的应用，其发展历程可以大致分为三个阶段。 初创和奠基阶段：信号检测与估计理论是从上世纪40年代第二次世界大战中逐步形成和发展起来的。在整个40 年代，美国科学家维纳和苏联科学家将随机过程及数理统计的观点引入通信和控制系统，揭示了信息传输和处理过程的统计本质，建立了最佳线性滤波器理论，即维纳滤波理论。这样，就把经典的统计判决理论和统计估计理论与通信工程紧密结合起来，为信号检测与估计理论奠定了基础。同时，在雷达技术的推动下，诺思于1943 年提出了以输出最大信噪比为准则的匹配滤波器理论。1946 年，卡切尼科夫发表了“潜在抗干扰性理论”，用概率论方法研究了信号检测问题，提出了错误判决概率为最小的理想接收机理论，证明了理想接收机应在其接收端呈现出后验概率为最大的信号，即将最大后验概率准则作为一个最佳准则。1948 年香农认识到对消息事先的不确定性正是通信的对象，并在此基础上建立了信息论的基础理论。1950 年伍德沃德将信息量的概念应用到雷达信号检测中，提出了理想接收机应能从接收到的信号加噪声的混合波形中提取尽可能多的有用信号，即理想接收机应是一个计算后验概率的装置。 迅猛发展阶段：在整个50 年代，信号检测与估计理论发展迅速，密德尔顿等人用贝叶斯准则来处理最佳接收问题，并将各种准则统一到了风险理论。 成熟阶段：60 年代，多部有关信号检测与估计理论的专著问世，范特理斯陆续完成了他的三大巨著是信号检测与估计理论代表作。 长久以来，数字通信系统最佳接收机的设计一直是理论研究者最为关注的问题[1]。在该研究领域中，最为重要的就是各种数字调制、解调、检测，信道编码、译码方案的研究。在无线与移动通信高速发展的今天，更加有效的利用各种系统资源是非常重要的问题，如无线频率、电源、传输时间等等[2]。为达到这些目的并获得较为满意的系统性能，必须依赖于复杂的通信信号处理算法。传统的最佳接收机主要由解调器与检测器，解调器是将接收波形变换成n维向量，检测器是是根据向量r在M个可能信号波形中判定哪一个波形被发送，从而实现最佳接收。因此，要想达到最佳接收，所以必须实现最佳解调器与最佳检测器，使得传输的误码率最