通信原理教材配套课件－第8章

nullnull★ 1、主要内容:二进制确知信号的最佳接收机及其性能，二进制随机信号的最佳接收机及其性能，二进制起伏信号的最佳接收机及其性能，匹配滤波器的原理及其实现。 ★ 2、基本要求:掌握二进制确知信号的最佳接收原理和分析方法。理解二进制随机信号的最佳接收原理和分析方法。了解二进制起伏信号的最佳接收原理和分析方法。掌握匹配滤波器的原理和实现方法。★ 1、主要内容:二进制确知信号的最佳接收机及其性能，二进制随机信号的最佳接收机及其性能，二进制起伏信号的最佳接收机及其性能，匹配滤波器的原理及其实现。 ★ 2、基本要求:掌握二进制确知信号的最佳接收原理和分析方法。理解二进制随机信号的最佳接收原理和分析方法。了解二进制起伏信号的最佳接收原理和分析方法。掌握匹配滤波器的原理和实现方法。(参考学时为10学时)null数字通信系统的统计判决模型 最佳准则 二进制确知信号的最佳接收机的结构 二进制确知信号的最佳形式和最佳接收机性能 匹配滤波器 最佳基带传输系统 8.1 数字信号最佳接收的基本概念8.1 数字信号最佳接收的基本概念8.1.1 最佳接收问题 ★ 什么是最佳接收？ 着重解决： 什么样的接收机能得到最佳的接收效果； 什么样的数字信号形式在接收端得到的 接收效果更好。 ★ 解决最佳接收的两种方法 ★ 解决最佳接收的两种方法 一种是用概率的方法：即用与数字通信系统的性能参数直接相关的统计判决方法，使系统的错误概率达到最小； 一种是使系统的输出信噪比达到最大的方法：即匹配滤波器方法。 null8.1.2 数字通信系统的统计模型 null8.1.3 模型参数的统计描述 ★ 消息空间的参数描述 ★ 信号空间的参数描述 ★ 噪声空间的参数描述 ★ 观察空间的参数描述 ★ 判决空间的参数描述 似然函数 二进制信号空间为似然函数 二进制信号空间为8.2 最佳接收准则 8.2 最佳接收准则 8.2.1 最小差错概率准则 使上式的传输误差概率最小，即为最小差错概率准则。 null8.2.2 似然比准则 由最小差错概率转换成似然比的问题，使操作更加方便，得到似然比准则：null8.2.3 最大似然准则 在二进制系统中，当两个先验概率相等时， 得到最大似然准则：null8.2.4 多进制最大似然准则 设信号空间S可能发送的信号有M个，并且系统是先验等概的，可得多进制系统的最大似然准则： null8.2.5 最大输出信噪比准则 （最大输出信噪比条件下的最佳接收准则） 假设系统的信号功率受限，而且信道是有限带宽的，系统的干扰为高斯白噪声， 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 与发送信号相匹配的滤波器，用来构成最佳接收系统： 8.3 确知信号的最佳接收8.3 确知信号的最佳接收8.3.1 二进制确知信号的最佳接收机 当 则有：最佳接收机结构 最佳接收机结构 先验等概时二进制确知信号的 最佳接收机结构：先验等概时二进制确知信号的 最佳接收机结构：null8.3.2 二进制确知信号最佳接收机的性能 ★ 误码率与主要参数之间的关系 误码率与先验概率和的关系 当 =0；或 ： 有 当 =1： 只与两信号之差的能量以及 有关 当 =10： 将比先验等概时略小。 2. 误码率与两信号之差能量之间的关系2. 误码率与两信号之差能量之间的关系 在K一定时，先验等概时的 最大。 若先验不等概，则得到的 将比等概时略有下降。nullnull8.3.3 二进制确知信号的最佳形式 互相关系数 时的误码率 是最小值 互相关系数 时的误码率 互相关系数 时的误码率 nullnull8.3.4 多进制确知信号的最佳接收机及其性能 多进制确知信号的最佳接收性能为先验等概时m进制确知信号的最佳接收机方框图 先验等概时m进制确知信号的最佳接收机方框图 8.4 随相信号的最佳接收*8.4 随相信号的最佳接收*8.4.1 二进制随相信号的最佳接收机 若 则判S1出现； 若 则判S2出现；nullnull8.4.2 二进制随相信号最佳接收机的性能 先验等概条件下接收机的性能 当两个信号的能量相等时 null2ASK随相信号的性能 其中Z0有下式确定 先验等概的多进制随相信号最佳接收机方框图 先验等概的多进制随相信号最佳接收机方框图 8.5 起伏信号的最佳接收*8.5 起伏信号的最佳接收*8.5.1 m进制FSK起伏信号的接收 设 若 则判为 出现null8.5.2 起伏信号最佳接收的性能 1.m进制时的误码率 其中： 为平均信噪比。null2. 二进制时的误码率 3. 有衰落时二进制“非相干FSK”与无衰落时的性能比较 8.6 实际接收机与最佳接收机的性能比较8.6 实际接收机与最佳接收机的性能比较 8.6.1 性能公式比较 （见下页）null null8.6.2 r和Eb/n0的相互关系 实际接收机 对于最佳接收机 在同样的输入条件下，实际接收机系统的性能总是比最佳接收系统的差。其差值取决于B与1/T的比值。 8.7 匹配滤波器8.7 匹配滤波器8.7.1 匹配滤波器的基本概念 所谓匹配滤波器，是指在白噪声为背景的条件下，输出信噪比最大的最佳线性滤波器。即：判决准则采用 “最大输出信噪比准则” 所得到的最佳接收机，称之为匹配滤波器。null8.7.2 匹配滤波接收原理 在白噪声干扰的背景下，按 设计的线性滤波器，将在给定时刻 上获得最大的输出信噪比 ，该滤波器就是最大输出信噪比准则下的最佳线性滤波器，称为匹配滤波器。匹配滤波器的特点匹配滤波器的特点1. 在t0时刻滤波器输出最大信噪比，该信噪比与信号的形状和噪声的分布无关 2. null3.匹配滤波器的输出 4.匹配滤波器的冲击响应 5.与si(t)波形相同的波形具有相同的匹配滤波器null8.7.3 匹配滤波器在最佳接收中的应用 信号si(t)的匹配的滤波器，其冲激响应为： 假定在t =T处采样，当y(t)加入匹配滤波器时输出为:null利用匹配滤波器构造最佳接收机器结构如下： 8.8 最佳基带传输系统8.8 最佳基带传输系统基带传输系统的结构 理想信道在高斯白噪声干扰下的最佳基带系统的设计方法 理想信道在高斯白噪声干扰下的最佳基带系统的设计方法 利用无码间干扰所要求的总传输特性 以及 构成最佳基带传输系统 nullCh8 E N D