数字信号的最佳接收.pptVIP

概念：输出信噪比最大的最佳线性滤波器应用：在数字信号检测和雷达信号的检测中具有特别重要的意义。在输出信噪比最大准则下设计一个线性滤波器具有实际意义。一、数学模型及课题y(t)=s(t)+n(t)s0(t)+n0(t)h(t)问题：如何设计H（ω），能够使输出信噪比有最大值？最大值为多少？s(t)：存在时间为0~T，能量n(t)：单边功率谱密度为n0的白噪声二、分析结论1匹配滤波器传输函数H(ω)|s0(t0)2|信号的瞬时功率，N0噪声平均功率。输出最大信噪比：匹配滤波器传输函数：2结论：匹配滤波器的冲激响应是信号s(t)的镜像信号s(-t)在时间上平移t0后得到的信号。t0为输出信噪比最大时刻。2匹配滤波器冲击响应3匹配滤波器输出波形4最佳判决时刻t0TTT2T2T5二进制匹配滤波器结构输出a(t)b(t)cp(t)y(t)s1(T-t)s2(T-t)比较器比较器是在t=T时刻进行比较的。如果h1(t)支路的样值大于h2(t)支路的样值，判为s1(t)，否则判为s2(t)。注意:判决时刻若有偏离,将影响接收机的性能。例8.1例8.2h(t)=Ks(t0-t)设t0为输出信噪比最大时刻（t0≥T，一般取t0=T）s0(t)=s(t)*h(t)=KR(t-t0)R(t)为s(t)的自相关函数r0max=2E/n0输出信噪比的最大值H(ω)=KS*(ω)e-jωt0二进制确知信号最佳接收机的匹配滤波器形式用匹配滤波器实现相关运算s0(t)+n0(t)=y(t)*h(t)令t=T，得抽样值此即为相关器在抽样时刻的输出。相关器的功能可由匹配滤波器代替。S(t)存在时间为0~T，故T-(t-τ)0即τt–Th(t)为物理可实现系统，积分式中t–τ0，即tτ，故2、二进制匹配滤波器接收机a(kT)b(kT)判为s1，否则判为s2输出a(t)b(t)cp(t)y(t)S1(T-t)S2(T-t)比较器r(t)cp(t)y(t)S1(T-t)抽样判决当s2(t)=0时r(kT)E/2判为s1，否则判为s2r(t)cp(t)y(t)S(T-t)抽样判决当传输M进制相同波形随即序列时si(t)=kis(t)i=1…..Mr(t)cp(t)y(t)S1(T-t)抽样判决r(kT)0判为s1，否则判为s2当s1(t)=-s2(t)时例8.3教学提示本章讨论的最佳接收，就是研究在噪声干扰中如何有效的检测出信号。它是利用概率论和数理统计的方法研究信号检测的问题。02在数字通信系统中，信道的传输特性和传输过程中的噪声的存在是影响通信性能的两个主要因素。人们总希望在一定的传输条件下，数字通信系统达到最好的传输性能。01第八章数字信号的最佳接收01引言02最佳接收准则03确知信号的最佳接收04随参信号的最佳接收05实际接收机与最佳接收机的性能比较06匹配滤波器及其在最佳接收机中的运用07基带系统的最佳化y(t)n(t)信源发射机信道接收机信源信宿1、影响信息可靠传输的主要因素影响信息可靠传输的主要因素有二个。

(1)信道特性的不理想；

(2)信道中噪声的存在。因此提高信道质量、减少信道内噪声是提高可靠传输的重要手段之一。但问题还有另一方面，在同样的信道和噪声条件下，如何使正确接收信号的概率最大，而错误接收概率减到最小，这就是最佳接收的问题。2、问题的提出数字通信系统模型如图8.1-1所示。8.1-1数字通信系统模型信号统计检测所研究的主要问题:假设检验问题。在噪声中判决有用信号是否出现。例如，第六章参数估值问题。在噪声干扰情况下以最小的误差定义对信号的参量作出估计。例如，雷达系统对目标距离、方位、速度等参量估计。信号滤波。在噪声干扰下以最小误差定义将信号过滤出来。

注意：最佳接收理论是以接收问题作为研究对象，研究从噪声中如何最好地提取有用信号。最佳并非是一个绝对的概念，它是在某个准则意义下说一个相对概念。也就是说，在某个准则下的最佳接收机，在另外一个准则下就并非一定是最佳的。

图中：

消息信号代表消息的所有可能状态的集合；

信号空间代表信号的所有可能状态的集合；

噪声空