6第9章 数字信号的最佳接收92匹配滤波接收机1 概念匹配滤波器是在最大输出信噪比准则下设计的一个最佳线性滤波器。准确地说,匹配滤波器使其输出信噪比在某一特定时刻上达到最大值。2应用价值匹配滤波器具有特别重要的意义。例如在二进制数字传输中,我们关心的是能够从噪声中正确地判断两种可能信号中出现哪一种,判断时刻的信噪比愈高,愈有益于作出正确的判决。921匹配滤波器原理1 匹配滤波器的传输特性及其
1.复习: 平稳随机过程(1) 狭义平稳随机过程狭义随机过程的任意有限维概率密度函数满足下列条件: 对于任意的正整数和所有实数有 = (2) 广义(宽)平稳随机过程① 广义平稳随机过程定义若一个随机过程的数学期望(及方差)与时间无关而其自相关函数仅与时间间隔有关则称随机过程是广义平稳的② 广义平稳性验证(3) 狭义平稳随机过程必定是广义平稳的反之不一定成立 因为狭义平稳过程要求对
7 1复习:频率调制(1) 调频信号的瞬时角频率和时域表达式① 瞬时角频率② 瞬时相位③ 时域表示式(2) 调频指数和最大角频率偏移① 调频指数② 最大角频率偏移③ 互换关系式或者(3) 调频信号的产生方法① 直接调频法调频器② 间接调频法积分器调相器(4) 窄带调频(NBFM)若,为窄带调频,窄带调频信号的带宽是。(5) 宽带调频(WBFM)若,为宽带调频。① (单频调制下)FM信号的频域
7 1数字调制系统传输速率、传输带宽和频带利用率比较(1) 普通数字调制系统调制方式传输速率传输带宽频带利用率2ASK2PSK2FSKMASKMPSKMFSK相邻频率的功率谱主瓣互不重叠时:表中:。 (2) 无码间干扰数字调制系统调制方式最高码元传输速率传输带宽频带利用率(最大值)2ASK2PSKMASKMPSK
9 53 数字基带信号的功率谱密度一、计算数字基带信号功率谱密度的意义数字基带信号是一个随机脉冲序列,通过计算数字基带信号的功率谱密度,来了解数字基带信号乃至数字频带信号的频谱构成及其形状,以达到确定信号带宽(通常为功率谱主瓣的宽度),判定数字基带信号中有无时钟分量等目的。二、功率谱密度的基本计算方法·由随机信号的相关函数求其功率谱密度(参见北邮教材);·随机脉冲序列的谱分析法(见本教材)。
9 一、复习:1随机过程的一般描述随机过程的描述解析描述:随机过程可以看成是样本函数的集合。统计描述:随机过程还可以看成是随机变量的集合。2随机过程的统计特性概率特性数字特征分布函数概率密度函数数学期望方差相关函数协方差函数常见的一维概率密度函数有:正态分布、瑞利分布、莱斯分布等。3 随机过程的数字特征① 数学期望, 是时间的确定函数。② 方差 = == , 也是时间的函数。③
8 1复习:(1) 部分响应系统的基本设计思想在既定的码元传输速率()下,采用相关编码法,在前后码元之间注入相关性,以达到提高系统频带利用率 (实现的频带利用率) 的目的。该内容又称为奈奎斯特第二准则。(2) 第Ⅰ类部分响应系统定时脉冲+模2判决预编码相关编码+第Ⅰ类部分响应系统是由预编码、相关编码器及模2判决器组成。其中:① 预编码运算② 相关编码运算③ 模2判决(3) 第Ⅰ类部分响应的频
8 第3章随机信号分析1学习本章的意义:通信系统中传输的信号和信道中存在的噪声都具有随机性,我们需要借助随机过程的理论来认识随机信号和信道噪声并掌握其特性。2本章学习的主要内容:·随机过程及其统计特性(31节、32节),内容包括:随机过程的一般描述(解析描述和统计描述),随机过程的数字特征。·通信系统中的随机过程及其特性(33节),内容包括:平稳随机过程的定义(含平稳性验证)、各态历经性、平
9 622 2FSK系统的抗噪声性能分析同样,这里仅讨论2FSK信号的非相干接收和相干接收系统的抗噪声性能。1非相干接收时2FSK系统的误码率考虑信道噪声时,2FSK信号的非相干接收模型如图628所示,图中,仍假定信道噪声是零均值高斯白噪声,其双边功率谱密度为。图628有噪声时2FSK信号的包络检波解调(1) 确定在采样判决时刻上样值及的统计特性与2PSK系统相比,2FSK系统在计算差错概率
9 1复习:(1) 窄带随机过程① 窄带随机过程的频谱② 窄带随机过程的表示式式中,称为的随机包络;称为的随机相位。或者式中,及分别称为的同相分量及正交分量。③ 窄带随机过程的包络与相位的统计特性一个均值为零、方差为的窄带平稳高斯过程,其包络的一维分布是瑞利分布,而其相位的一维分布是均匀分布。瑞利分布为④ 窄带随机过程的同相分量与正交分量的统计特性一个均值为零的窄带平稳高斯过程,它的同相分量
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