知识点(1) 三个最佳准则基本原理;(2) 匹配滤波器特性及各种参数、关系;(3) 相关接收、相关器及其与匹配滤波器等效性;(4) 理想接收与相关接收等效性;(5) 三种最佳接收系统性能分析。知识点层次(1) 掌握匹配滤波器全部特点、参数、计算及特例;(2) 掌握相关接收数学模型及相关接收通用误比特率公式;(3) 了解理想接收思路;玉林柴油机
(4) 理解误比特率计算方法;(5) 虚拟时空掌握 与 的异同点;(6) 理解在高斯信道条件下三种最佳接收的等效关系。 7.1 最佳接收准则
任何一种接收设备的根本任务,就是要在接收到遭受各种干扰和噪声破坏的信号中将原来发送的信号无失真地复制出来。但是在数字通信系统中,由于所传送的信号比较简单,例如在采用二元调制的情况下,它就只有两种状态,即信号1或信号0,因此接收机的任务也就简化为正确地接收和判决数字信号,使得发生判决错误(信号1被判为0,或者信号0被判为1)的可能性最小。 数字通信系统也和信号检测系统一样,接收机要想在强噪声中,将信号正确地提取出来,就必须提高接收机本身的抗干扰性能。按照最佳接收准则来设计的最佳接收机就具有这样的性能。
下面首先简单介绍数字通信系统常用的几个基本最佳接收准则。
7.1.1 最大输出信噪比准则
希望从噪声影响中正确地接收和识别发送的信号是否存在,并将它们复制成原来的信号波形。就相当于信号检测系统中的“双择一”问题,而再多元调制系统中对多元数字信号的识别就相当于信号检测系统中的“m择一”问题。
显然,对于这类信号检测或识别系统,只要增加信号功率相对于噪声功率的比值,就有利于在背景噪声中将信号提取出来。因此,在同样输入信噪比的情况下能够给出输出信噪比大的接收机,总是要比给出输出信噪比小的接收机抗干扰性能强,并且希望输出信噪比越大越好,这就是最大输出信噪比准则。
下面将证明。在接收机内使用匹配滤波器,就可以在某一时刻使输出信号的瞬时功率对噪声平均功率之比达到最大,并由此组成在最大输出信噪比准则下的最佳接收机。
7.1.2 最小均方误差准则
它与信号检测系统内的最小均方误差准则相似,但这里是将信号误差定义为
(7-1)
式中, ——所接收到的信号和噪声的混合波性形,注意它已不能单独分成 和 两部分;
——接收机内提供的信号样品,原则上它应与发送的信号波形相同。
根据式(8.1.1)可求出均方误差为
(7-2)
由此可见,互相关函数 越大,信号均方误差就越小。根据最小均方误差准则建立起来的最佳接收机就是提供最大的互相关函数,因此可将它们称为相关接收机。
7.1.3 最大后验概率准则
最大后验概率准则是指在接收到混合波形 后,判断出发送信号 的条件概率密度 最大。由于它是在收到 后才具备的,故称为后验概率(或概率密度)。根据最大后验概率准则建立起来的最佳接收机可称为理想接收机。它首先要计算后验概率(或密度),然后再根据其中最大的后验概率(或密度)来做出正确的判断,这就是信号检测中常用的“后验概率择大准则”。
7.2 利用匹配滤波器的最佳接收
7.2.1 匹配滤波器的设计
为了实现接收输出最大信噪比这一目标,匹配滤波器设计的基本条件为
(1) 接收端事先明确知道发送信号各以何种形状的波形表示发送的1、0码符号或多元符号;
(2) 接收端针对各符号波形,分别提供与其各不同波形相适配的接收电路,并且各唯一对应适配一种传输的信号波形,能使输出信噪比达到最大值,判决风险最小。
仰光大学(3)401k计划 对于经信道传输后的已调波未知的随机相位的波形,有利于正确匹配接收。
1.匹配滤波器传递特性设计
(7-13)
这一结果表明,满足匹配滤波其设计要求的冲激响应应等于传输接收信号 的折迭并延时 的波形函数。
匹配滤波器在建设部干部学院 时刻的输出最大信噪比为
诺顿升级