数字信号最佳接收机

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数字信号最佳接收

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《数字通信》教案 第3章数字信号最佳接收原理 1

第3章 数字信号最佳接收原理

§ 3.1 引言

1.问题的提出

数字通信系统

发送M元??信号?接收信号(观察信号)s信 道噪声与干扰y最 佳接收机最佳接收准则d使Pe最小Pe

问题:在给定信道条件下(白噪声、非白噪声、有ISI信道、多径衰落信道),如何设计最佳接收机,以获得最佳性能(Pe最小)。

关键:建立最佳接收准则,由此导出最佳接收机的结构,分析系统性能。

2.信号空间的描述

发送信号(M元) ?si(t)?i?1,2,?,M,或?si?,信道噪声n,接收信号 y。

s1n?s2N维信号空间?s3

如何由y判别发送信号si,使错误概率最小。

3.如何获得最佳接收

1)建立一个最佳接收准则——如“最小错误概率准则”(最常用、最合理) 2)充分利用信号结构的先验知识和信号与噪声的先验统计特性。 如p(s),p(n),p(y|s)

4.本章讨论的内容

1)最佳接收准则。

2)讨论在不同噪声和干扰的信道条件下的最佳接收机结构(数学模型)。 3)分析最佳接收机的性能(重点是白噪声信道条件下)。

《数字通信》教案 第3章数字信号最佳接

数字信号的最佳接收性能的研究

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装 订 线————————————————————————————————

实验总成绩: 报告份数:

西安邮电大学

通信与信息工程学院

科研训练论文

专业班级: 通信工程 学生姓名: 刘坤 学号(班内序号): 03101064(26) _

2013年 9 月 23 日

数字信号的最佳接收性能的研究 The best digital signal reception performance

摘要:本文研究数字信号最佳接收性能,运用MATLAB进行编程仿真

2ASK,2FSK,2PSK调制解调过程,按照错误概率最小作为“最佳”的准则比较各种调制的误码率情况。得出在E/n相同最佳接受时PSK系统的性能最佳,其次是FSK系统;ASK系统的性能最差。

Abstract: This paper studies the best signal receiving performance, using the MATLAB programming simulation of 2ASK, 2FS

数字信号的最佳接收性能的研究

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——————————————————————————装 订 线————————————————————————————————《数字信号的最佳接收性能的研究》 科研训练论文

实验总成绩:

报告份数:

西安邮电大学

通信与信息工程学院

科研训练论文

专业班级: 学生姓名: 学号(班内序号):

2013 年 9月 22日

《数字信号的最佳接收性能的研究》 科研训练论文

数字信号的最佳接收性能的研究

The research about the optimum reception of digital

signals

摘要

数字信号的最佳接收是通信理论中一个重要的问题。本文主要从接收机性能的角度,分析了数字信号如何在同样信道噪声的条件下,使得正确接收信号的概率最大,而错误接收信号的概率减到最小,即最佳接收的问题。应用Matlab进行仿真、分析,通过对系统信号误码率的仿真,更加直观的了解数字信号的最佳接收性能,以便于比较,评论和改进。

Abstract

The optimum reception of digital signals is an importa

第八章数字信号的最佳接收

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第八章 数字信号的最佳接收

8. 0、概述

数字信号接收准则:?

??→→相关接收机最小差错率匹配滤波器最大输出信噪比

8. 1、最佳接收准则

最佳接收机:误码率最小的接收机。

一、似然比准则

0 ≤ t ≤ T S ,i = 1、2、…、M ,

其中:S i (t) 和n (t)分别为接收机的输入信号与噪声,n(t) 的单边谱密度

为n 0

n(t)的k 维联合概率密度:

()似然函数→?

??

???-=?

S

T k

n dt t n n n f 0

20

1exp )2(1

)(σπ

式中:k = 2f H T S 为T S 内观察次数,f H 为信号带宽

出现S 1(t)时,y(t)的联合概率密度为:

[]?

??

???--=

?S

T k

n S dt t s t y n y f 0

2

10

1)()(1exp )2(1

)(σπ → 发“1”码 出现S 2(t)时, y(t)的联合概率密度为:

[]?

??

???--=

?S

T k

n S dt t s t y n y f 0

2

20

2)()(1exp )2(1

)(σπ→ 发“0”码 误码率:

f S2(y) f S1(y)

a 1 y T a 2 y

()()()()

()

()()

{t n t s

接收机综述

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接收机要求指标大致为:噪声系数,灵敏度,线性度,动态范

围,内部杂散等。

接收机大致原理图如下:

滤波器 低噪放滤波器 中频滤波 中频放大 本振滤波 带通滤波器:(抑制杂散,减小本振泄漏对天线与系统电路产生的相应)

LNA:在线性恶化的前提下提供一定增益,以抑制后续电路的噪声(要求低噪声

系数,合适的增益,高的三阶互调截点以及低的功耗) 镜像抑制滤波器:

MIXER:是接收机中输入射频信号最强的模块(线性度尤为重要,高的三阶互调截点,同时要求低的噪声系数)

中频滤波器:抑制相邻信道干扰,提高选择性。

接收机的主要结构类型:1.超外差接收机结构

2.零中频接收机 3.镜频抑制接收机 4.低中频接收机

超外差接收机:

滤波器低噪放混频器中频滤波器A/D本振滤波

超外差接收机结构

超外差将射频输入信号与本地振荡器产生的信号相乘

优点:在低中频上实现相对带宽

QPSK全数字接收机定时同步环路

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定时同步

2009年第12期,第42卷 通 信 技 术 Vol.42,No.12,2009 总第216期 Communications Technology No.216,Totally

QPSK全数字接收机定时同步环路

马 晶, 周 冲, 晏 辉

(电子科技大学 通信抗干扰技术国家级重点实验室,四川 成都 610054)

【摘 要】将三阶立方拉格朗日多项式内插算法和Gardner定时误差检测算法应用于QPSK全数字接收机定时同步环路,并对构成环路的其他部分,环路滤波器以及数控振荡器进行分析并提出实现方法。通过仿真,证明上述算法具有良好的性能,可以很好的解决定时同步问题,并在FPGA上实现整个环路设计方案,使得数字解调的硬件实现具有良好的灵活性和可移植性。

【关键词】定时同步;内插滤波器;定时误差检测算法

【中图分类号】TN911.8 【文献标识码】A 【文章编号】100

QPSK全数字接收机定时同步环路

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定时同步

2009年第12期,第42卷 通 信 技 术 Vol.42,No.12,2009 总第216期 Communications Technology No.216,Totally

QPSK全数字接收机定时同步环路

马 晶, 周 冲, 晏 辉

(电子科技大学 通信抗干扰技术国家级重点实验室,四川 成都 610054)

【摘 要】将三阶立方拉格朗日多项式内插算法和Gardner定时误差检测算法应用于QPSK全数字接收机定时同步环路,并对构成环路的其他部分,环路滤波器以及数控振荡器进行分析并提出实现方法。通过仿真,证明上述算法具有良好的性能,可以很好的解决定时同步问题,并在FPGA上实现整个环路设计方案,使得数字解调的硬件实现具有良好的灵活性和可移植性。

【关键词】定时同步;内插滤波器;定时误差检测算法

【中图分类号】TN911.8 【文献标识码】A 【文章编号】100

通信原理第八章(数字信号的最佳接收)习题及其答案

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第八章(数字信号的最佳接收)习题及其答案

【题8-1】试构成先验等概的二进制确知ASK(OOK)信号的最佳接收机系统。若非零信号的码元能量为Eb时,试求该系统的抗高斯白噪声的性能。 【答案8-1】

ASK(OOK)信号的最佳接收机系统如下图所示。

因为根据最佳接收机性能,有

A?Eb2n0 所以该系统的误码率为

Pe?12erfcA2?12erfcEb4n0

【题8-2】设二进制FSK信号为

s1?t??Asin?1t,s2?t??Asin?2t,0?t?TS0?t?TS

?1?4?TS,?2?2?1,s1?t?和s2?t?等可能出现。

1)构成相关检测器的最佳接收机结构。 2)画出各点可能的工作波形。

3)若接收机输入高斯噪声功率谱密度为n0/2(W/HZ),试求系统的误码率。 【答案8-2】

1)最佳接收机结构如下图所示。

1

2)各点波形如下图所示。

3)由题意知信号是等能量,即

E1?E2?E3?A0Ts22

该系统的误码率为

Pe?12erfcEb2n0?12erfcA0Ts2n0

2

【题8-3】 在功率谱密度为n0/2的高斯白噪声下,设计一个对下图所示 f(t)的匹配滤波器。

1)如何确定最大

GPS软件接收机中微弱信号捕获算法研究

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信号捕获的目的是确定接收机当前所在位置的可见卫星号,进而计算可见卫星的载波频率和伪随机码相位信息。目前随着GPS接收机应用的日益广泛,如何在弱信号环境下实现定位的问题日益突出。普通的GPS接收机不能捕获和跟踪到导航卫星信号,只能设法提高GPS接收机的灵敏度来实现导航和定位。为了解决微弱信号情况下的GPS信号捕获问题,在传统的相干积分和非相干积分的捕获方法的基础上,本

RAKE接收机相关

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RAKE 接收机可以有效降低误码率,克服多径效应,是一种有效的多径分集方式,通过仿真可知,采用三种合并方式都能提高其性能,其中,最大比值合并方式最有效。

移动通信系统中,移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域,信号的传播过程中,受地面或水面反射和大气折射的影响,会产生多个经过不同路径到达接收机的信号,通过矢量叠加后合成时变信号,这种现象称作多径效应。对于移动通信来说,恶劣的信道特性是不可回避的问题,陆地无线移动信道中信号强度的骤然降低(衰落)是经常发生的,衰落深度可达30 d B。

要在这样的传播条件下保持可以接受的传输质量,就必须采用各种技术措施来抵消衰落的不利影响。对模拟移动通信系统来说,多径效应引起接收信号的幅度发生变化;对于数字移动通信系统来说,多径效应引起脉冲信号的时延扩展,时延扩展将引起码间串扰(ISI),严重影响数字信号的传输质量

在移动通信中多径衰落以瑞利(Rayleigh)衰落为主,他是移动台在移动中受到不同路径来的同一信号源的折射或反射等信号所产生,他的变化是随机的,因此只能用统计或概率 的观点来定量描述。 RAKE 接收机基本原理

一般的分集技术把多径信号作为干扰来处理,而RAKE 接收机变害为利,利用多径现象来