数字通信接收机的构成原理课件.ppt

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1、1数字通信(第九讲)接收机的构成原理(2)20102接收信号的判决考虑无记忆调制，在AWGN通道，接收信号的值只由传输信号与通道噪声决定信号判决所讨论的问题1.判决准则是什么2.在该准则下如何确定门限的值3.在该门限下误判的概率为多少（即误码率-BER）3ML检测器假设信号无记忆4考虑发射信号为1，-1的情况5判决准则最大似然准则（maximumlikelihood,ML)根据p(rsm)进行判决最大后验概率准则（maximumaposterior,MAP）根据p(smr)进行判决一般系统均采用最大似然准则6似然函数:p

2、(rsm)最大准则似然(ML):似然函数最大化当传输的信号为sm情况下的似然函数定义为M为可能传送的信号个数，对于16QAM，M=16N为正交基函数的个数，对于16QAM，N=27AWGN信道下的似然函数ML准则就是要使此似然函数最大化假设噪声为零均值高斯分布的，则对于每个正交分量上，有上式是一个一维高斯分布。而对于多维信号，共有N个基函数，似然函数为N维的高斯分布以16QAM为例说明M，N，sm，r等的意义8对似然函数取对数，得到对数似然函数由于第一项为常数，使上式最大化等效于使上式中的最小化记以16QAM为例，讨论上式

3、的构成形式9D(r,sm)：是一种距离度量。基于ML的判决准则也叫做最小距离准则（最小欧几里得距离）思考：对于16QAM信号，该部分接收机的构成是怎样的？由此得出判决方法1：寻找接收信号与所有传输信号中欧几里得距离最短的点，并将此点判定为发射信号10图例：：发射信号：接收信号最小欧几里德距离11加入了接收机前端的框图13判决法则的进一步推导：将上式展开，得r对于判决过程来讲是相同的，可以不考虑，于是有求使其最小化的Sm求使其最大化的Sm14其中，r·s为接收信号向量在M个可能发送信号上的投影

4、sm

5、2:对不等能量信号进行补偿

6、判决过程是选择使上式最大化的过程将上式改写为积分形式由此得出判决方法2：寻找接收信号与所有传输信号上述内积最大的点，并将此点判定为发射信号15讨论：1)r·s为接收信号向量在M个可能发送信号上的投影2)

7、sm

8、2:对不等能量信号进行补偿考虑QPSK情况考虑16QAM情况IQIQ16注意:中当发射信号集中各个信号能量不相同时，接收信号与发射信号集中的信号相关后必须减去该信号的能量判决时选取对应最大值的发射信号才是正确的。171819ML检测器总结：方法1：计算一组M个欧几里得距离选择相应的最小距离的信号方法2：计算M阶矩阵相关

9、C(r,s)选择最大值ML准则只考虑了似然函数，没有考虑到发射信号本身的概率分布。20最大后验概率(MAP)检测器MAP准则同时考虑了似然函数和发射信号本身的概率分布。21发射概率p发射概率1-p发射“1”与“-1”的概率不相同22例:s2=-s1,（即发射信号相位相反）P(s1)=p,P(s2)=1-p（即发射信号不等概率）问：如何根据最大后验概率准则得到判决门限设接收信号为n为零均值高斯噪声设发射信号为s1和s2，其值和发射概率满足23发射s1和s2情况下的似然函数为24有噪声条件下接收信号的分布25判决方法为：若则判决

10、为发送对于：根据条件概率公式，得对于：26即当如下式子满足时判为两边取对数并进行一些简单运算，得到时，判为由此可以求得判决门限为两个量相等时：27门限的讨论:门限值决定于N0，p当p=0.5时,h=0，MAP等效于ML令等号成立，可得门限值30MAP判决准则的特点考虑门限非零时的高斯噪声情况判决门限值与系统信噪比及发射信号的分布有关MAP是一种最佳判决在实际系统中一般来讲发射信号是等概分布的谢谢！