07 接收机的构成原理.ppt

* 匹配滤波的冲击响应 * 当发送 s1(t) 时，在两个滤波器的输出波形分别为 在t=T时刻，得到： * 输出的波形 (s(t) 通过匹配滤波器) 当t=T 信号通过匹配滤波器, 输出的信号的频谱为 * 信号的功率 噪声功率 * 仿真实例： 16倍的过采样后的实部和虚部结果 * 发端经过余旋滚降低通滤波器后的实部和虚部波形 * 收端经过AWGN信道之后的实部和虚部波形，此时信号的带宽一定，而噪声的带宽很宽 * 信号谱 噪声谱 f 对信号进行了N倍过采样后，对每个样点加上噪声，那么信号带宽与噪声带宽的比值是多少？ 通过低通滤波器的信号带宽是不随插值倍数变化而变化的，即样点间隔不影响信号带宽 噪声的每点是不相关的，其带宽等于样点速率的倒数，也就是说，样点间隔越小噪声带宽越大 因此接收的信号带宽与噪声带宽不同 滤波过程只能滤除带外噪声 * 经过余旋滚降滤波器滤除噪声后虚部波形 经过滤波后可否滤除所有噪声？ * 落入频带内的噪声信号无法用滤波器滤除，导致滤波后的接收信号与原始发送信号不同，在采样点的值信号也是不同的 * 将采样点的值画在I/Q平面上 * 随着SNR的增大，原始信号与滤波后的接收信号之差逐渐减小 * * 当信噪比进一步增大时 * * 三。采样 经过滤波器后，接收信号在t=T,2T,…点上采样 * 没有噪声情况下的接收信号波形（实部与虚部） * 没有噪声情况下的眼图 Without AWGN signals * 有噪声情况下的接收信号 * With AWGN signals 有噪声情况下的眼图 * 匹配滤波器总结 在各个采样点上加噪声时，从平均意义上讲，所加噪声相同，但由于每个样点上的信号能量不同，因此各点的SNR是不一样的。 匹配滤波器即相当于最大比合并，可使接收信号的SNR最大。 * 思考题： 匹配滤波器的频域表达式是怎样的？ 匹配滤波过程的频域处理方式是怎样的？ 经过匹配滤波及采样后信号的输出形式是怎样的？ 经过相关接收后信号的输出形式是怎样的？ 经过匹配滤波/相关接收后噪声有什么变化？ * * 数字通信 (第七讲) 接收机的构成原理(1) 2012 Yuping Zhao (Professor) 赵玉萍 Department of Electronics Peking University Beijing 100871, China email: yuping.zhao@pku.edu.cn * 通信系统中存在加性高斯噪声，接收信号为发送信号与噪声之和 * 接收机的主要工作步骤： 1。去除高频信号，将信号解调到基带 利用正弦信号的正交性 2。利用低通滤波器降低接收信号中的噪声 利用噪声功率谱远远比信号功率谱宽的特性滤除带外噪声 3。对信号进行采样 在信号点上进行采样，得到幅度和时间离散的信号 4。对接收信号进行判决： 利用最佳判决准则，得到误码率最低的结果 * 载波解调 A/D变换 高频信号（时间/幅度模拟，带通，一路实信号） 低频信号（时间/幅度模拟，低通，I/Q两路） 低通滤波 下采样 时间/幅度离散信号，N倍过采样 I/Q两路分别去除带外噪声 得到采样点的值（去掉过采样的点） 得到距采样点最近的发射信号的值 信号判决 转换成比特值 与发送比特比较 得到接收比特序列 得到误比特率（BER） * 载波解调 A/D变换 高频信号（时间/幅度模拟，带通，一路实信号） 低频信号（时间/幅度模拟，低通，I/Q两路） 低通滤波 下采样 时间/幅度离散信号，N倍过采样 I/Q两路分别去除带外噪声 得到采样点的值（去掉过采样的点） 得到距采样点最近的发射信号的值 信号判决 转换成比特值 与发送比特比较 得到接收比特序列 得到误比特率（BER） * 接收信号可以表示为（一个信号周期内） n(t)表示具有功率谱密度 为N0/2 W/Hz的加性高斯白噪声的样本函数。 接收信号的描述 决定了信号星座点在I/Q平面的位置 * X(t)---I路 回顾：发射机的信号发射 发射信号可以写为 X X - + s(t) Y(t)---Q路 （适用于单个频率的各种调制方式）， 如PSK，QAM等 * 接收机如何去掉载频 X X s(t) 使用三角函数的正交性将接收信号的I路和Q路区分开 （适用于单个频率的各种调制方式） 低通滤波器，I路 低通滤波器，Q路 积分 积分 载波解调讨论 单一载波调制的系统采用的是正弦/余弦信号的正交性，因此载波解调也使用该性质 载波解调器有两路并行信号,cos()与sin()，其输出结果分别对应于原低通信号的实部与虚部 一般来讲输出信号为幅度与时间均连续的时间信号 * * 扩展：N个可能的正交信号 * 对于N个正交信号组成的发射信号s(t),使