第8章数字信号的最佳接收 8.1匹配滤波器 8.2最小差错概率接收准则 8.3确知信号的最佳接收机 8.4随相信号的最佳接收机 8.5最佳接收机性能比较 8.6最佳基带传输系统 返回主日录
8.1 匹配滤波器 8.2 最小差错概率接收准则 8.3 确知信号的最佳接收机 8.4 随相信号的最佳接收机 8.5 最佳接收机性能比较 8.6 最佳基带传输系统 第 8 章 数字信号的最佳接收 返回主目录
第8章数字信号的最佳接收 8.1匹配滤波器 在数字通信系统中，滤波器是其中重要部件之一，滤波 器特性的选择直接影响数字信号的恢复。在数字信号接收中， 滤波器的作用有两个方面，第一是使滤波器输出有用信号成分 尽可能强；第二是抑制信号带外噪声，使滤波器输出噪声成分 尽可能小，减小噪声对信号判决的影响。 通常对最佳线性滤波器的设计有两种准则：一种是使滤波 器输出的信号波形与发送信号波形之间的均方误差最小，由此 而导出的最佳线性滤波器称为维纳滤波器；另一种是使滤波器 输出信噪比在某一特定时刻达到最大，由此而导出的最佳线性 滤波器称为匹配滤波器。在数字通信中，匹配滤波器具有更广 泛的应用
第8章 数字信号的最佳接收 8.1匹 配 滤 波 器 在数字通信系统中，滤波器是其中重要部件之一， 滤波 器特性的选择直接影响数字信号的恢复。在数字信号接收中， 滤波器的作用有两个方面，第一是使滤波器输出有用信号成分 尽可能强；第二是抑制信号带外噪声，使滤波器输出噪声成分 尽可能小，减小噪声对信号判决的影响。 通常对最佳线性滤波器的设计有两种准则：一种是使滤波 器输出的信号波形与发送信号波形之间的均方误差最小，由此 而导出的最佳线性滤波器称为维纳滤波器；另一种是使滤波器 输出信噪比在某一特定时刻达到最大，由此而导出的最佳线性 滤波器称为匹配滤波器。在数字通信中，匹配滤波器具有更广 泛的应用
由第7章分析的数字信号解调过程我们知道，解调器中抽 样判决以前各部分电路可以用一个线性滤波器来等效，接收 过程等效原理图如图8-1所示。图中，s)为输入数字信号， 信道特性为加性高斯白噪声信道，①为加性高斯白噪声， H(o)为滤波器传输函数。 由数字信号的判决原理我们知道，抽样判决器输出数据 正确与否，与滤波器输出信号波形和发送信号波形之间的相 似程度无关，也即与滤波器输出信号波形的失真程度无关， 而只取决于抽样时刻信号的瞬时功率与噪声平均功率之比， 即信噪比。信噪比越大，错误判决的概率就越小；反之，信 噪比越小，错误判决概率就越大
由第7章分析的数字信号解调过程我们知道，解调器中抽 样判决以前各部分电路可以用一个线性滤波器来等效，接收 过程等效原理图如图 8 - 1 所示。图中，s(t)为输入数字信号， 信道特性为加性高斯白噪声信道，n(t)为加性高斯白噪声， H(ω)为滤波器传输函数。 由数字信号的判决原理我们知道，抽样判决器输出数据 正确与否，与滤波器输出信号波形和发送信号波形之间的相 似程度无关，也即与滤波器输出信号波形的失真程度无关， 而只取决于抽样时刻信号的瞬时功率与噪声平均功率之比， 即信噪比。信噪比越大，错误判决的概率就越小；反之，信 噪比越小，错误判决概率就越大
r() Y() t=to s(t) H(@) 判决 输出 n(t) 市。 图8-1数字信号接收等效原理图
图 8 – 1 数字信号接收等效原理图 + H(ω) 判决 s(t) n(t) r(t) Y(t) t=t0 输出 S N ( )o
因此，为了使错误判决概率尽可能小，就要选择滤波器 传输特性使滤波器输出信噪比尽可能大的滤波器。当选择的 滤波器传输特性使输出信噪比达到最大值时，该滤波器就称 为输出信噪比最大的最佳线性滤波器。下面就来分析当滤波 器具有什么样的特性时才能使输出信噪比达到最大。 分析模型如图8·1所示。设输出信噪比最大的最佳线性 滤波器的传输函数为H(@),滤波器输入信号与噪声的合成波为 r(t)=s(t)+n(t) (8.1-1) 式中，s(t)为输入数字信号，其频谱函数为$(o)。n(①为高斯 白噪声，其双边功率谱密度为。 2
因此，为了使错误判决概率尽可能小，就要选择滤波器 传输特性使滤波器输出信噪比尽可能大的滤波器。当选择的 滤波器传输特性使输出信噪比达到最大值时，该滤波器就称 为输出信噪比最大的最佳线性滤波器。下面就来分析当滤波 器具有什么样的特性时才能使输出信噪比达到最大。 分析模型如图 8 - 1 所示。 设输出信噪比最大的最佳线性 滤波器的传输函数为H(ω), 滤波器输入信号与噪声的合成波为 r(t)=s(t)+n(t) (8.1 - 1) 式中， s(t)为输入数字信号， 其频谱函数为S(ω)。 n(t)为高斯 白噪声， 其双边功率谱密度为 。 2 0 n