基于ML准则的广义高斯噪声信道下的最佳接收机的研究

发布时间：2020-11-15 02:37

　　 通信系统中的加性噪声信道模型通常被假设为高斯白噪声信道,但实际情况中许多信道模型是非高斯的,比如广义高斯噪声信道。广义高斯噪声信道中数字信号的最佳接收机是未知的,除了广义高斯噪声信道的两个特例,高斯噪声信道和拉普拉斯噪声信道,因此研究加性广义高斯白噪声信道中的最佳接收机是十分必要的。本文以等概率二进制脉冲幅度调制系统为例,给出了加性广义高斯白噪声信道中最佳接收机(误码率性能最优)的结构。应用于广义高斯白噪声信道的最佳接收机被命名为广义匹配滤波器,它依据接收到的信号与原始纯净信号的绝对误差的β次方在码元间隔内的积分进行码元判决,其中β是广义高斯噪声信道的参数,可以取任意值。传统的匹配滤波器是广义匹配滤波器的一个特例。本文同时给出了等概率二进制脉冲幅度调制系统中广义匹配滤波器的误码率性能公式,误码率性能公式是Q函数的形式,是广义高斯信道参数β和信噪比的函数。本文还给出了广义匹配滤波器参数β1(与参数为β1的广义高斯噪声信道匹配)和实际的信道参数β2不匹配时,广义匹配滤波器的误码率公式,同时研究了将传统的匹配滤波器应用于非高斯噪声信道所带来的性能损失。文章最后应用信号空间理论,将等概率二进制脉冲幅度调制系统中广义匹配滤波器的结构和误码率公式扩展至任意调制方式的数字通信系统,并且发送端各传输信号可以有不同的能量和先验概率。
【学位单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN851
【部分图文】：

￣?Ｊ?ｍ?气收??数据码元纟?＼ｚＳ／?１?＿＿机??图２－１等概率二进制数字调制系统模型框图??图２－１中，发送端发送的二进制数据码元６取值为“＋１”或“－１”，两种取值等??概率出现。调制脉冲为ｓ（ｔ），可以是任意波形，持续时间为ｒ。发送端得到的调制??信号为６ｓ（ｔ）。信道加性白噪声为ｎ（ｔ），是服从任意分布的随机过程。接收机??得到的输入信号可以表示为ｒ（ｔ）＝加（ｔ）?＋?ｎ（ｔ）。ｒ（ｔ）也是随机过程，其分布受噪??声随机过程ｎ（ｔ）的影响。为了引用方便，随机过程ｒ（ｔ）用符号／？来表示。??在图２－１所示的二进制数字通信系统中，当接收端根据接收到的信号ｒ（〇进??行码元判决时，接收机会在两种情况中选择，发送端发送的数据码元为６?＝?＋１或??者发送端发送的数据码元为６?＝?－１。将这两种情况（假设）分别记做发送端??传输的数据码元是“＋１”，则ｒ（ｔ）?＝?ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ）和／／１：发送端传输的数据码元是??“－１”

?Ｃｊ??图２－２加性高斯白噪声信道中二进制数字通信系统最佳接收机原理方框图丨??在图２－２中，接收到的信号ｒ（ｔ）进入两个支路，分别与而（〇和５１（〇相乘，相??乘之后通过积分器进行积分，积分的结果分别加上加权因子ｃｊｎｃｉ，最后在时刻??ｒ抽样判决。加权因子ｃｊＰＣｉ是由传输的码元信号ｓＱ（ｔ：＾ＰＳｌ（ｔ）的先验概率和能量??决定的。当传输信号ｓＱ⑴和ｓｊｔ）的先验概率和能量均相等时，加权因子ｑｊ和ｃ＃??等，可以省略。类似地，Ｍ进制的数字通信系统在加性高斯白噪声信道中的最佳??接收机的原理方框图如下图２－３所示。??在图２－３中，接收到的信号ｒ（ｔ）进入Ｍ个支路，分别与而（ｔＸｓＪｔ），?？？？，％〇；）相??乘，相乘之后通过积分器进行积分，积分的结果分别加上加权因子￡：〇＆，．．．，ｃＭ，??最后在时刻Ｔ抽样判决。加权因子和图２－１中加权因子的含义是相同??的，分别是由传输信号⑴的先验概率和能量决定的。图２－２和??２－３所示的最佳接收机的核心运算是由相乘和积分构成的相关运算，这种算法被??称为相关接收法

很多区域内都是重叠覆盖的，所以可以将这些相互重叠的不同类型的无线接入系??统智能地结合在一起，利用多模终端智能化的接入手段，使多种不同类型的网络??共同为用户提供随时随地的无线接入，从而构成了如下图２－４所示的异构无线网??络。异构网络是由不同制造商生产的计算机，网络设备和系统组成的，大部分情??况下会在不同的协议上支持不同的功能或应用。异构网络能够为用户提供无缝切??换和服务质量（ｑｕａｌｉｔｙ?ｏｆ?ｓｅｒｖｉｃｅ，?ＱｏＳ）的必要保证。因此下一代无线网络将是??无线个域网、无线局域网、无线城域网、公众移动通信网（如２Ｇ、３Ｇ）以及自组??织网络等多种接入网共存的异构无线网络。??异构无线网络中的信道模型具有多样性和可变性，而且有许多信道模型是加??性非高斯白噪声信道模型，比如广义高斯噪声信道模型。??１３??
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本文编号：2884243