【《数字最佳基带传输系统的整体设计案例分析》2600字】

数字最佳基带传输系统的整体设计案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u13326数字最佳基带传输系统的整体设计案例分析 1232421.1数字信号的统计特性 1317691.2数字信号的最佳接收 2144821.3确知数字信号的最佳接收机 3161671.4确知数字信号的最佳接收机的误码率 5245391.5最佳基带传输系统 61.1数字信号的统计特性接收机所接收的波形为随机波形，是因为发送信号的噪声不确定。想要系统了解误码率，就得先了解数字信号的统计特性。统计模型如图（4-1）所示：噪声空间判决空间观察空间消息空间信号空间ny判决规则r+Sx噪声空间判决空间观察空间消息空间信号空间ny判决规则r+Sx图（4-1）统计模型可得知消息空间为：x1i=1m信号空间当QUOTEsisi=QUOTExixi时，Psi=i=1m噪声空间为：fn=fn可得：fn而单个码元持续时间内接收的噪声的平均功率，等于其各抽样的均方值。均方图如图（4-2）所示：n(t)tTnkn2n10n(t)tTnnn0图（4-2）噪声均方图均方值公式为：n2由：n2我们可以得到噪声空间为：fn观察空间为信息空间与噪声空间之和，如式（4-9）所示：rt1.2数字信号的最佳接收在数字通信系统中最显而易见的、最合乎规则的原则是“最小差错概率”原则。在信号传输的过程中，由于可能存在不太正常的变化和一些不可避免的噪声，会使信号受到一定程度的影响。当信号被发出时，“s(t)”不是由“r”来判断的，并且空间的所有状态都被判断为它可以接受错误。接受错误的概率越小是越好的。最小差错概率准则是数字通信系统中最常用的一个准则。能够让接收机的误码率产生变化的因素有很多，所以数字信号的误码标准随之就会有很多。设发送信号QUOTEs0s0、QUOTEs1s1均为二进制信号如式（4-10）所示。信号波形图如图（4-3）所示。PsAAAffP(P(rr图（4-3）信号波形图设每个观测时刻的判决门限都为QUOTEr0r0，观测错误的概率为：Pe令dpe由此我们可以得出P(1)P(0)>f0(r0)f1(r0)时，判为1；P(1)P(0)<1.3确知数字信号的最佳接收机最佳接收器的设计包括信号识别理论和数学描述的最佳原则，以及接收器的基本要求等，不受使用者的特定渠道的影响。要求所有的参数都确知，即确认信号是出现的，在理想恒参信道中接收到的数字信号可以认为是确知信号。设接收机输入端的确知信号QUOTEs0s0（t）、QUOTEs1s1（t），如式（4-12）所示：0T噪声n(t)是高斯白噪声，它的均值为0，单边功率谱密度为ng。我们所设计的接收机需要满足在有噪声影响的情况下，通过最小的误差概率来测量信号的条件。正如前文所述，高斯白噪声条件下的最小误差概率准则和似然比准则有着同样的效果，所以评定其是否准确，直接用似然比准则就可以了。由前面分析可知，当出现QUOTEs0s0（t）、QUOTEs1s1（t）时观察空间的似然，如式（4-13）所示：yt已知似然判决比规则为：1（1（上式中QUOTEp(s0)p(s0)和QUOTEp(s1)p(s1)分别表示QUOTEs0(t)s0(t)和QUOTEU0可得：UU0二进制确知信号最佳接收机结构图如图（4-4）所示:积分器×+积分器×+UUs0(t)s输出y(t)比较器比较器U1s1(t)Us积分器+×积分器+×图（4-4）最佳接收机结构图在先验概率QUOTEp(s0)p(s0)和QUOTEp(s1)p(s1)都知道的时候，U0和U1都为常数。依靠似然比准则中的判决规则，能够进一步地生成最佳接收机的结构图。这种最优化的接收器结构基于观测波形y(t)和1.4确知数字信号的最佳接收机的误码率我们需要探究在噪声给定的情况下，数字信号接收机的误码率与什么条件相关，用以达到最佳接收机的目标。上文提到过观测错误的概率如式（4-11）所示，由此我们可以推出P（

P1由此得出，若噪声给定，传输误码率完全取决于信号码元。由此我们可以引出码元的相关系数ρ：ρ=可得错误概率为：Pe我们可以得出如下结论：(1)若ρ=-1时。可以判定为双极性基带型号、2PSK频带信号；Pe(2)若ρ=0时。可以判定为正交的2FSK信号；Pe(3)若ρ=0时。可以判定为正交的2ASK信号；Pe1.5最佳基带传输系统接收机能够获得到最佳状态，不只是和接收机的结构有关，还与接收机信号的形状有关。所以只从接收机的角度优化接收机不一定能够把整个系统优化，我们必须从整个系统作为出发角度来考虑数字基带传输系统的优化问题。在这里，我们假设信道是理想的信道系统，如图(4-5)所示，把高斯白噪声数字基带传输添加到信道中。抽样判决器d(t)抽样判决器d(t){a{{GR(f)GCGn(t)n(t)图(4-5)理想的信道系统Gr(f)是发送滤波器的传输函数；GR(f)是接收滤波器的传输函数；C(f)表示信道的传输特性，n(t)为高斯白噪声，这里为了方便探究假设理想信道C(f)1，系统双边功率谱密度是QUOTEn02QUOTEn02判决器输出的差错概率最小就是数字最佳基带传输系统的准则。码间串扰和噪声是影响系统的差错概率的两个主要因素。