通信原理第7版第9章PPT课件(樊昌信版).ppt

极限时：01实际上：最佳接收机与实际接收机性能相同。最佳接收机优于实际接收机的性能。02ABC——如何设计匹配滤波器？——匹配滤波器的应用？——何谓匹配滤波器？数字信号de匹配滤波接收9.8如何设计H(?)？使其输出信噪比ro在抽样时刻t0有最大值。研究：匹配滤波器de传输特性——H(?)——是一种能在抽样时刻上获得最大输出信噪比的线性滤波器。ro数字信号接收等效原理图假设输入信号码元s(t)的频谱密度函数为S(f)；信道高斯白噪声n(t)的双边功率谱密度为n0/2；滤波器的输入为：输出为：其中，输出信号为：输出噪声平均功率为：因此，抽样时刻t0上，输出信号瞬时功率与噪声平均功率之比为：01利用施瓦兹（Schwartz）不等式：02“=”成立的条件：当且仅当式中，获得最大信噪比：H(f)即为最佳接收滤波器的传输特性。它等于输入信号码元频谱S(f)的复共軛。故称此滤波器为匹配滤波器。输入信号码元的能量互为共轭匹配滤波器de冲激响应——h(t)含义：215因此，t0≥TB通常取t0=TB图解：4镜像及右移3问题：t0=？6这时h(t）=s(TB-t)=t0时k=1时匹配滤波器de输出信号——so(t)说明：解例1根据令k=1,t0=TB，则有（见图）可得和画出此匹配滤波器的方框图解例2t0=TB相关器匹配滤波形式de最佳接收机对于二进制确知信号：相关接收机等效条件：两者输出相等滤波器相关器匹配滤波器均能使Pemin（t=TB时）两者等效匹配滤波器的输出：在抽样时刻TB，相关器的输出：证明：t=TB时：等效i=0：上支路i=1：下支路相关器输出匹配滤波器输出TB例如：接收码元为方波时：注意：等效匹配滤波形式的最佳接收机??相关器形式最佳接收机对于二进制随相信号：=TB时，为X0=TB时，为Y0匹配滤波器归纳:根据系统规定的传输波形，设计匹配滤波器；信号不同，匹配滤波器不同；M元波形，对应M个匹配滤波器；应用：构造最佳接收机、替代相关器。思考：匹配滤波器能否用于模拟信号的接收？t0≥TB最佳基带传输系统019.902设计目标：无码间串扰误码率最小03设理想信道理想信道下的最佳基带系统，则系统传输总特性：最佳化的两个条件：H(ω)应满足无码间串扰的频域条件，即设发送滤波器的输入信号码元为冲激脉冲，则其到达接收匹配滤波器输入端的信号码元为：使系统输出差错概率最小最佳接收时，要求接收匹配滤波器的传输特性GR(??)是输入信号频谱Si(??)的复共轭，即01联立02解得：和最佳基带传输系统组成：则判为“0”若则判为“0”可改写为：两边同除以——为接收r的概率则判为“0”由贝叶斯定理可将上式改写为：则判为“0”则判为“1”同理——称为最大后验概率准则——按以上准则判决均可使误概率最小。等价在高斯白噪声条件下：9.3以二进制为例，讨论确知信号的最佳接收机结构确知数字信号de最佳接收二进制确知信号最佳接收机结构噪声n(t)是高斯白噪声，均值为0，单边功率谱密度为n0。设发送码元波形s0(t)和s1(t)，其持续时间为(0,TB)，且能量相等：则接收信号：Pemin=任务：判为s0(t)01判为s1(t)02根据03代入04化简为05并利用E0=E1进行化简：06判为s0(t)07判为s1(t)08二进制确知信号最佳接收机结构：等概时，原理：简化为:相关器推广：M进制、等概、确知信号的最佳接收机原理框图：确知数字信号最佳接收de误码率019.402在二进制最佳接收机中，若则判为s0(t)。因此，发送码元“1”时错判为“0”的概率为：“0”对应s0(t)“1”对应s1(t)P(0/1)为发“1”时，收到“0”的条件概率；P(1/0)为发“0”时，收到“1”的条件概率。二进制通信系统的总误码率为二进制确知信号最佳接收机误码性能—常数并利用E0=E1进行化简将