第6章 多重信号的检测.ppt

第6章多重信号的检测 6 1确知脉冲串信号的检测6 2随机参量脉冲串信号的检测 前面分析的确知信号和随机参量信号的检测都是单个信号 单个脉冲 的处理 但在实际应用中 接收机收到的脉冲往往不止一个而是多个 雷达接收机 为了探测目标 雷达发射机按一定重复频率发射一串脉冲 接收机接收到目标反射回来的全部脉冲后才进行判决 数字移动通信中为了克服多径衰落 采用分集技术 因为电波通过各个路径的距离不同 所以各个路径电波到达接收机的时间不同 相位也就不同 不同相位的多个信号在接收端叠加 有时是同相叠加而加强 有时是反相叠加而减弱 这样接收信号的幅度将急剧变化 即产生了所谓的多径衰落 多径衰落 分集技术 分集接收的基本思想是接收端同时接收多个互相独立的信号 这些信号携带有相同的信息 然后对这些信号进行特定的处理并加以合并从而减小衰落信号电平的起伏程度 时间分集 二元数字系统中顺序重复发送 时间间隔足够长 M个0码和1码来提高系统的可靠性 空间分集 又称为天线分集 到达接受接收机的M个信号由空间距离足够远的M个天线接收 并组合处理 频率分集 M个信号被调制到M个不同的载波频率上 空间分集 多重信号检测 多重信号检测优点 各个信号携带的信息是相同的 而各个信号上叠加的噪声是统计独立的 当把这些信号进行组合时 噪声平均功率增加不多 而信号功率增加很多 因此会大大提高信噪比 多重信号的检测方法 基本上与单个信号的相同 所不同的是似然比要根据M个独立信号来构成 6 1确知脉冲串信号的检测 确知脉冲信号 脉冲信号s t 的波形及所有参量都已知 未知的和应当确定的仅仅是脉冲信号本身是否存在这 事实 确知脉冲串信号 若干个确知脉冲信号的组合 不仅应当使s t 是相干的 即各子脉冲间的相对相位为已知 而且还必须已知脉冲串中每一脉冲的全部参量 比如已知振幅 载波频率 初相 出现时间 脉冲宽度等 6 1 1似然比检验和最优处理器 M个脉冲信号 s1 t s2 t sM t 加性噪声 n1 t n2 t nM t 为高斯白噪声 功率谱密度为N0 2 接收机接收到的信号样本 xi t si t ni t 相互独立 要根据接收到的M个信号样本 判断目标是否存在 信号模型 似然比 M个脉冲信号的似然比 因为各接收信号统计独立 似然比写为 可见m个统计独立脉冲的似然比等于各个脉冲似然比之积 第i个信号的似然函数为 第i个脉冲信号的能量 判决规则为 两边取对数得到 等效为 相关接收机 适用于空间分集和频率分集接收系统 同一时间接收到m个脉冲信号 M重相同确知信号相关接收机 对于M重相同的确知信号 对于各个信号是顺序出现的雷达检测系统 在求和之前需要对它们进行适当的延时 以便在同一时刻想加 判决规则表示为 雷达接收机 6 1 2多脉冲雷达信号性能检测 检测统计量为 由于脉冲信号为确知信号 噪声为统计独立的高斯白噪声 故检测统计量G也服从高斯分布 要写出G的概率密度函数 需要计算出其条件均值和条件方差 G的条件方差 G的概率密度函数 虚警概率和检测概率 虚警概率 检测概率 单脉冲与多脉冲雷达信号的性能检测比较 M重信号的信噪比 对于每个信号能量都相等的特殊情况下 结论 信噪比随着信号重数M的增加而增加 当信号重数增加一倍时 信噪比将增加3dB 6 2随机参量脉冲串信号的检测 脉冲信号 6 2 1随机相位非相干脉冲串信号的检测随机相位相干脉冲串信号 如果脉冲串信号的初相是随机的 但各个脉冲信号的相位是一致的 随机相位非相干脉冲串信号 如果各个脉冲信号的相位变化均是随机的 且彼此独立变化 似然比 设第i个脉冲信号为 相位为均匀分布的统计独立的随机变量 ni t 为信道上叠加的均值为0 功率谱密度为N0 2的高斯噪声 第i个脉冲为随机相位信号 具有随机相位的似然比 由于M个脉冲信号统计独立 总的似然比为 判决规则与接收机形式 两边取对数得到判决规则为 小信噪比情况下接收机形式 小信噪比情况下 平方律检波器 会失去相位信息 大信噪比情况下的接收机形式 大信噪比情况下 检测性能 小信噪比情况下因此选择检测统计量 根据Mi的分布来确定G的分布 从而求出虚警概率和检测概率 大信噪比情况下 因此选择检测统计量 根据Mi的分布来确定G的分布 从而求出虚