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6.6 匹配滤波器,一定义,匹配滤波器：指滤波器的性能与信号的特性取得某种一致，使滤波器输出端的信号瞬时功率与噪声平均功率的比值最大。即当信号与噪声同时进入滤波器时，它使信号成分在某一瞬间出现尖峰值，而噪声成分受到抑制。,白噪声,二、匹配滤波器的约束关系,依据：滤波器使信号平方与噪声功率之比达到最大值。,推导,设S(j)=Fs(t)，则,s：signaln：noise,于是,s(t)为输入信号,据柯西施瓦茨不等式有,当且仅当下式成立时上式取等号,匹配滤波器的约束关系,其冲激响应为,一般取tm=T，同时k=1，则h(t)=s(T-t),对于,分三种情况，右图所示。,匹配滤波器的冲激响应,匹配滤波器的冲激响应是所需信号s(t)对纵轴镜像并延迟时间T。,物理上不可实现,希望观测时间tm小,所以,当t=T时，输出信号峰值为,相关定理得到,匹配滤波器输出信号的最大值出现在t=T时刻，其大小等于信号的能量E，且与波形无关。,在t=T时刻，自相关Rss(t)取峰值；而噪声通过滤波器所完成的互相关运算相对于有用信号受到明显抑制。从改善系统信噪比考虑，匹配滤波器是线性系统的最佳滤波器。,匹配滤波器的功能相当于对s(t)进行自相关运算,例 测距系统中，发送信号s(t)，以匹配滤波器接受回波信号，利用滤波器输出信号峰值出现时间折算目标距离。如果有两种可供选足的信号s1(t)、 s2(t) ，求 (1)求自相关函数波形R11(t)、R22(t)； (2)为了改善测距精度，应选用s1(t)、 s2(t)哪个信号?,解,(1)由定义求自相关函数的波形R11(t)、R22(t),o,1,2,1,t,o,1,2,1,t,(2)考虑到s(t)自相关函数波形的延迟，为精确检测出峰值时刻，宜选用相关函数形状尖锐的波形。因而选择s2(t)信号有利于改善测距精度。,6.7 码分复用、码分多址(CDMA)通信,码分：利用一组正交码序列来区分各路信号。,一码分复用的的原理,码分复用：利用自相关函数抑制互相关函数的特性来选取正交信号码组中的所需信号，因此也称为正交复用.,解调输出g1(t),说明,码分复用的同步解调过程本质上是利用了相关运算。相关运算包含相乘和积分，而低通相当于实现积分功能，完全不同于频分复用或时分复用。,码分复用的优点,码分复用具有抗干扰性能好；复用系统容量灵活；保密性好；接收设备易于简化等。目前在无线移动通信系统中具有很好的应用前景。,码分复用的应用码分多址通信 (CDMA:Code Division Multiple Access),假设在移动通信系统的小区范围内k个用户与基站通信，其中第k个用户的发射机简化原理如下图所示：,地址码码组具有如下的相关特性,信号源ak(t)是二进制的数字序列码,结论：设计CDMA系统的关键问题之
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