最佳接收机的设计

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1、信息科学与技术学院通信原理课程设计课题名称：最佳接收机的设计（基于2ASK）学生姓名：牛魁2008082445马辉2008082459学院：信息科学与技术学院专业年级：电子信息工程2008级指导教师：卢佩老师完成日期：二○一一年七月十一日22目录1.摘要：32.实际设计要完成的事项33最佳接收机的原理：33.1数字信号的最佳接收33.2确知数字信号的最佳接收机83.3先验概率相等时误码率的计算104.MATLAB及SIMULINK建模环境简介125．设计及仿真：125.12ASK调制原理：125.22ASK调制仿真设计：145.3最佳接收机设计：176.调

2、制与解调分析：217．总结与体会：218.参考文献：22221.摘要：在数字通信系统中，接收端收到的是发送信号和信道噪声之和。噪声对数字信号的影响表现在使接收码元发生错误。一个通信系统的优劣很大程序上取决于接收系统的性能。这因影响信息可靠传输的不利因素将直接作用到接收端，对信号接收产生影响。从接收角度，什么情况下接收系统是最好的？这就需要讨论最佳接收问题。本次课程设计，我的采用是先验等概的2ASK最佳接收机的设计，就是对通信系统的最佳接收这一问题，进行分析与设计。2.实际设计要完成的事项我们设计的采用是先验等概的2ASK最佳接收机设计。我们要一下4个方面设

3、计2ASK最佳接收机。1、用simulink对系统建模2、输入数字信号序列并进行接收判决。3、通过多次输入输出对所设计的系统性能进行分析4、对解调原理进行分析。5、制作出PCB电路图。3最佳接收机的原理：3.1数字信号的最佳接收假设：通信系统中的噪声是均值为0的带限高斯白噪声，其单边功率谱密度为22n0；并设发送的二进制码元的信号为“0”和“1”，发送概率分别为P(0)和P(1)，P(0)+P(1)=1。设此通信系统的基带截止频率小于fH，则根据低通信号抽样定理，接收噪声电压(先仅讨论噪声电压，噪声主要是低频信号)可以用其抽样值表示，抽样速率要求不小于奈奎

4、斯特速率2fH。设在一个码元持续时间Ts内以2fH的速率抽样，共得到k个抽样值，则有k＝2fHTs。每个噪声电压抽样值都是正态分布的随机变量，故其一维概率密度可以写为sn2为噪声的方差，即噪声平均功率。噪声的均值为0。设接收噪声电压n(t)的k个抽样值的k维联合概率密度函数为噪声为加性高斯白噪声，且其各抽样值相互独立，在(0,Ts)观察时间的k个噪声样值均为正态分布，则n(t)的统计特性可用多维联合概率密度函数表示为当k很大时(只有k很大时统计平均才有意义)，　　代表在观察时间(0,Ts)内的平均功率(k是在Ts内抽样个数)且有：当k很大时：利用上式关系，

5、并注意到：故联合概率密度：22n=(n1,n2,…,nk)为一个k维矢量，表示一个码元内噪声的k个抽样值，可以看作是k维空间中的一个点。f(n)不是时间函数。上式中，当Ts、n0和k给定后，f(n)仅决定于该码元期间内噪声的能量：由于噪声的随机性，在每个码元持续时间中的积分不相同，这就使被传输的码元中有一些会发生错误，而另一些则无错。再考虑接收电压r(t)为信号电压s(t)和噪声电压n(t)同时存在情况：r(t)=s(t)+n(t)则在发送码元确定之后，接收电压r(t)的随机性将完全由噪声决定(码元信号本身是确知的)，故它仍服从高斯分布。其方差仍为sn2，

6、但是均值变为s(t)。当发送码元“0”的信号波形为s0(t)时，接收电压r(t)的k维联合概率密度函数为r=s+n表示k维矢量，即一个码元内接收电压的k个抽样值。s则表示一个码元内信号电压的k个抽样值。同理，当发送码元“1“的信号波形为s1(t)时，接收电压r(t)的k维联合概率密度函数为推广到通信系统传输的是M进制码元：当发送信号为s1，s2，…，si，…，sM之一，发送码元是si时，接收电压的k维联合概率密度函数为22判决准则：设发送码元“1”的概率为P(1)，发送码元“0”的概率为P(0)(P(0)和P(1)称为先验概率)，则总误码率Pe等于Pe1=

7、P(0/1)为发送“1”时，收到“0”的条件概率Pe0=P(1/0)为发送“0”时，收到“1”的条件概率接收设备需要对每个接收矢量作判决，判定它是发送码元“0”，还是“1”。对二进制码元，两个联合概率密度函数f0(r)和f1(r)的曲线绘出如图(把多维矢量r当作1维矢量画出)图中将空间划分为两个区域A0和A1，边界值为r0’(具有选择性)，判决规则为：接收矢量落在A0区域，判发送码元为“0”；接收矢量落在A1区域，判发送码元为“1”。总误码率可以写为：P(A0/1)表示发送“1”时，矢量r落在区域A0的条件概率；P(A1/0)表示发送“0”时，矢量r落在区

8、域A1的条件概率。图中将空间划分为两个区域A0和A1，边界值为r0