《佳接收機(jī)》PPT課件

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1、現(xiàn)代通信原理（第3版）第7章最佳接收機(jī)本章學(xué)習(xí)要求：掌握數(shù)字通信系統(tǒng)中接收機(jī)實現(xiàn)各個特定準(zhǔn)則下最佳接收方式；掌握最大輸出信噪比準(zhǔn)則；掌握最小均方誤差準(zhǔn)則；掌握最小錯誤概率準(zhǔn)則；掌握最大后驗概率準(zhǔn)則；了解上述相應(yīng)的最佳接收機(jī)模型。7．1最大輸出信噪比準(zhǔn)則和匹配濾波接收機(jī)7．1．1最大輸出信噪比準(zhǔn)則1、最大輸出信噪比是數(shù)字通信系統(tǒng)接收解調(diào)中最重要的參數(shù)指標(biāo)。2、當(dāng)干擾信號是高斯白噪聲時，匹配濾波器可以使輸出信噪比達(dá)到最大。7．1．2匹配濾波器的傳遞函數(shù)H（f）1、設(shè)匹配濾波器輸入輸出信號與噪聲如圖7—1所示。其中，是輸入信號，為噪聲干擾信號

2、。圖7—1匹配濾波器框圖設(shè)為高斯白噪聲，其功率譜密度為=，是匹配濾波器的傳遞函數(shù)，是信號的振幅譜。關(guān)于匹配濾波器的幾點結(jié)論：匹配濾波器的傳遞函數(shù)完全由信號波形來確定；信號通過匹配濾波器后的輸出信號波形將出現(xiàn)失真，一般不用于模擬信號的接收濾波；提高信號幅度和延長信號作用時間都能提高信號的能量，從而提高輸出信噪比。1、若一個濾波器的沖激響應(yīng)是某特定波形在時間上對于某固定時刻t0的反轉(zhuǎn)或鏡象，則該濾波器就一定是信號的匹配濾波器。2、t0一般都選在信號的結(jié)束時刻3、實際分析中，常常根據(jù)匹配濾波的沖激響應(yīng)是輸入信號的鏡像信號右移t0這一特性，首先

3、求得，然后再根據(jù)的波形，通過傅里葉變換求出。7．1．3匹配濾波器的沖激響應(yīng)h(t)根據(jù)線性網(wǎng)絡(luò)的特性，濾波器輸出信號等于輸入信號與沖激響應(yīng)的卷積：匹配濾波器可以用圖7—3所示的相關(guān)運算電路來實現(xiàn):圖7—3匹配濾波器的相關(guān)器實現(xiàn)電路框圖圖中，當(dāng)輸入信號時，則輸出信號為：==同理，對輸入的噪聲信號，其輸出信號為：=7．1．4匹配濾波器的輸出波形S0(t)通常利用匹配濾波器構(gòu)成最大輸出信噪比接收機(jī)。M元（M≥2）數(shù)字信號的最大信噪比接收機(jī)的方框圖如圖7—6所示。圖7—6M元數(shù)字信號匹配濾波器法接收機(jī)框圖判決SM(t)匹配濾波器s1(t)匹配濾

4、波器比較S2(t)匹配濾波器輸入s(t)輸出s0(t)7．1．5最大輸出信噪比接收7．2最小均方誤差接收機(jī)1.所謂最小均方誤差原則，就是指在輸出信號與各個可能發(fā)送信號的均方差值中，與實際發(fā)送信號的均方差值最小。2.二元數(shù)字通信系統(tǒng)中，設(shè)發(fā)送端發(fā)送0、1信號的脈沖函數(shù)分別為、，經(jīng)過信道傳輸，接收機(jī)收到含噪聲干擾的信號為，則、與接收信號的均方誤差和分別為：==3.按照使均方誤差最小的原則，則有如下所示判決準(zhǔn)則：4.滿足該最小均方誤差判決準(zhǔn)則的接收機(jī)就是最小均方誤差接收機(jī)，其相應(yīng)的框圖如下圖7—8所示。圖7—8最小均方誤差接收機(jī)框圖5.按照最

5、小均方誤差準(zhǔn)則建立起來的最佳接收機(jī)實質(zhì)上就是一個相關(guān)接收機(jī)，其框圖如圖7—9所示。7．3最小錯誤概率接收1.所謂最小錯誤概率接收準(zhǔn)則，就是指使得在接收端判決恢復(fù)原始發(fā)送信碼時的誤判概率達(dá)到最小。2.當(dāng)輸入為零均值的高斯白噪聲的最小錯誤概率判決準(zhǔn)則為：3.最小錯誤概率準(zhǔn)則下的最佳接收機(jī)模型如圖7—11所示。1.大后驗概率準(zhǔn)則就是指根據(jù)各個后驗概率的大小，判決其中最大概率所對應(yīng)的發(fā)送碼元為發(fā)端的發(fā)送信碼。2.在二元傳輸系統(tǒng)中，設(shè)收到信息為，發(fā)送端發(fā)出的碼元是其相應(yīng)的后驗概率就是，則最大后驗概率準(zhǔn)則為下式所示：3.通常把按照這一準(zhǔn)則進(jìn)行判決的

6、接收機(jī)稱為理想接收機(jī)，其框圖如下圖7—12所示。7．4最大后驗概率接收本章小結(jié)1.詳細(xì)介紹了最大輸出信噪比接收準(zhǔn)則下的最佳接收機(jī);2.推導(dǎo)了最小均方誤差、最小錯誤接收概率和最大后驗接收概率的判決準(zhǔn)則;3.給出其相應(yīng)的最佳接收機(jī)模型結(jié)構(gòu);4.通過推導(dǎo)過程說明各個接收準(zhǔn)則的相互轉(zhuǎn)換及其轉(zhuǎn)換條件。準(zhǔn)則名稱準(zhǔn)則形式準(zhǔn)則演變形式演變條件最小均方誤差無最小錯誤概率零均值高斯白噪聲最大后驗概率無習(xí)題7一．填空1.最小均方誤差原則指在輸出信號與各個可能發(fā)送信號的均方差值中，與（）的均方差值最小。最大后驗概率準(zhǔn)則就是指根據(jù)各接收符號的后驗概率大小，判決其

7、中（）所對應(yīng)的碼元為發(fā)端的發(fā)送信碼。實際上，對于高斯白噪聲而言，按最大信噪比準(zhǔn)則、（）準(zhǔn)則、（）準(zhǔn)則以及最大后驗概率準(zhǔn)則構(gòu)成的接收機(jī)是（）的。2.數(shù)字信號傳輸過程中，在有噪聲干擾的情況下，接收端能否正確地進(jìn)行判決主要取決于（）的大小。（）越高，正確判決譯碼的概率就越大，系統(tǒng)的誤碼率也越低。3.匹配濾波器的傳遞函數(shù)完全由（）確定，也就是說，對于不同的信號，其相應(yīng)的匹配濾波器是（）的。因此，只要某一濾波器是某信號的匹配濾波器，則對其它所有不同于的信號，該濾波器就（）匹配濾波器。4.信號通過匹配濾波器后的輸出信號波形將出現(xiàn)（），故匹配濾波器一

8、般不用于（）的接收濾波，但由于它的輸出可獲得（）而有利于（），故將其用于（）的接收濾波。（）信號幅度和（）信號作用時間都能提高信號的能量，從而提高（）。5.根據(jù)線性網(wǎng)絡(luò)的特性，濾波器輸出信號等于（）與（）的