二进制信号匹配滤波器接收机优化

匹配滤波器是可以实现某时刻信号最大输出的最佳线性滤波器,由匹配滤波器构成的接收机是可以实现某时刻最大信噪比的最佳接收机。

1.二进制匹配滤波器接收系统结构

由匹配滤波器构成的二进制最佳接收系统框图如图7.3.6所示。

图7.3.6　二进制信号的匹配滤波器接收系统框图

由图7.3.6可以看出,二进制发送信号为s1(t)↔S1(ω)和s2(t)↔S2(ω),它们都是(0,T)内的时间受限信号,经过传输,它们在信道上受到加性白噪声的干扰,在接收端接收到的信号为

用来匹配信号s1(t)和s2(t)的匹配滤波器传递函数分别为

和(www.xing528.com)

输出最大信噪比的时刻为t0=T。

2.二进制匹配滤波器接收系统的工作

当发送端在当前码元(0,T)内发送的信号是s1(t)时,在接收端得到的接收信号为y(t)=s1(t)+n(t),y(t)同时进入上下两个匹配滤波器。但因为h1(t)是与s1(t)相匹配的滤波器,因此在上支路的t0=T时刻会产生最大输出r上(T);而h2(t)不是与s1(t)相匹配的滤波器,因此在下支路的t0=T时刻不会产生最大输出,设其为r下(T),显然r上(T)＞r下(T),比较的结果,判决在这个码元周期上收到的是上支路与之匹配的信号s1(t)。

同理,当发送端发送的信号是s2(t)时,判决时刻会因下支路滤波器与信号匹配而产生最大输出,上支路则不会,比较的结果,下支路大于上支路,判决收到的是下支路与之匹配的信号s2(t)。

3.匹配滤波器接收与相关接收机的等效

由式(7.3.10)可以得出这样的结论,匹配滤波器实质上是相关器。因此,可以将图7.3.6所示的二进制匹配滤波器接收系统框图用相关接收机等效为图7.3.7,这里取K=1。

图7.3.7　与匹配滤波器接收等效的相关接收机

同理,可以将二进制的匹配接收推广到m进制,在上一节已画出了m进制最佳接收机的结构,如图7.2.4所示。