通信系統(tǒng)中的加性噪聲信道模型通常被假設(shè)為高斯白噪聲信道,但實際情況中許多信道模型是非高斯的,比如廣義高斯噪聲信道。廣義高斯噪聲信道中數(shù)字信號的最佳接收機是未知的,除了廣義高斯噪聲信道的兩個特例,高斯噪聲信道和拉普拉斯噪聲信道,因此研究加性廣義高斯白噪聲信道中的最佳接收機是十分必要的。本文以等概率二進制脈沖幅度調(diào)制系統(tǒng)為例,給出了加性廣義高斯白噪聲信道中最佳接收機(誤碼率性能最優(yōu))的結(jié)構(gòu)。應用于廣義高斯白噪聲信道的最佳接收機被命名為廣義匹配濾波器,它依據(jù)接收到的信號與原始純凈信號的絕對誤差的β次方在碼元間隔內(nèi)的積分進行碼元判決,其中β是廣義高斯噪聲信道的參數(shù),可以取任意值。傳統(tǒng)的匹配濾波器是廣義匹配濾波器的一個特例。本文同時給出了等概率二進制脈沖幅度調(diào)制系統(tǒng)中廣義匹配濾波器的誤碼率性能公式,誤碼率性能公式是Q函數(shù)的形式,是廣義高斯信道參數(shù)β和信噪比的函數(shù)。本文還給出了廣義匹配濾波器參數(shù)β1(與參數(shù)為β1的廣義高斯噪聲信道匹配)和實際的信道參數(shù)β2不匹配時,廣義匹配濾波器的誤碼率公式,同時研究了將傳統(tǒng)的匹配濾波器應用于非高斯噪聲信道所帶來的性能損失。文章最后應用信號空間理論,將等概率二進制脈沖幅度調(diào)制系統(tǒng)中廣義匹配濾波器的結(jié)構(gòu)和誤碼率公式擴展至任意調(diào)制方式的數(shù)字通信系統(tǒng),并且發(fā)送端各傳輸信號可以有不同的能量和先驗概率。
【學位單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN851
【部分圖文】：

￣?Ｊ?ｍ?氣收??數(shù)據(jù)碼元纟?＼ｚＳ／?１?＿＿機??圖２－１等概率二進制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)模型框圖??圖２－１中，發(fā)送端發(fā)送的二進制數(shù)據(jù)碼元６取值為“＋１”或“－１”，兩種取值等??概率出現(xiàn)。調(diào)制脈沖為ｓ（ｔ），可以是任意波形，持續(xù)時間為ｒ。發(fā)送端得到的調(diào)制??信號為６ｓ（ｔ）。信道加性白噪聲為ｎ（ｔ），是服從任意分布的隨機過程。接收機??得到的輸入信號可以表示為ｒ（ｔ）＝加（ｔ）?＋?ｎ（ｔ）。ｒ（ｔ）也是隨機過程，其分布受噪??聲隨機過程ｎ（ｔ）的影響。為了引用方便，隨機過程ｒ（ｔ）用符號／？來表示。??在圖２－１所示的二進制數(shù)字通信系統(tǒng)中，當接收端根據(jù)接收到的信號ｒ（〇進??行碼元判決時，接收機會在兩種情況中選擇，發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)碼元為６?＝?＋１或??者發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)碼元為６?＝?－１。將這兩種情況（假設(shè)）分別記做發(fā)送端??傳輸?shù)臄?shù)據(jù)碼元是“＋１”，則ｒ（ｔ）?＝?ｓ（ｔ）＋ｎ（ｔ）和／／１：發(fā)送端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)碼元是??“－１”

?Ｃｊ??圖２－２加性高斯白噪聲信道中二進制數(shù)字通信系統(tǒng)最佳接收機原理方框圖丨??在圖２－２中，接收到的信號ｒ（ｔ）進入兩個支路，分別與而（〇和５１（〇相乘，相??乘之后通過積分器進行積分，積分的結(jié)果分別加上加權(quán)因子ｃｊｎｃｉ，最后在時刻??ｒ抽樣判決。加權(quán)因子ｃｊＰＣｉ是由傳輸?shù)拇a元信號ｓＱ（ｔ：＾ＰＳｌ（ｔ）的先驗概率和能量??決定的。當傳輸信號ｓＱ⑴和ｓｊｔ）的先驗概率和能量均相等時，加權(quán)因子ｑｊ和ｃ＃??等，可以省略。類似地，Ｍ進制的數(shù)字通信系統(tǒng)在加性高斯白噪聲信道中的最佳??接收機的原理方框圖如下圖２－３所示。??在圖２－３中，接收到的信號ｒ（ｔ）進入Ｍ個支路，分別與而（ｔＸｓＪｔ），?？？？，％〇；）相??乘，相乘之后通過積分器進行積分，積分的結(jié)果分別加上加權(quán)因子￡：〇＆，．．．，ｃＭ，??最后在時刻Ｔ抽樣判決。加權(quán)因子和圖２－１中加權(quán)因子的含義是相同??的，分別是由傳輸信號⑴的先驗概率和能量決定的。圖２－２和??２－３所示的最佳接收機的核心運算是由相乘和積分構(gòu)成的相關(guān)運算，這種算法被??稱為相關(guān)接收法

很多區(qū)域內(nèi)都是重疊覆蓋的，所以可以將這些相互重疊的不同類型的無線接入系??統(tǒng)智能地結(jié)合在一起，利用多模終端智能化的接入手段，使多種不同類型的網(wǎng)絡??共同為用戶提供隨時隨地的無線接入，從而構(gòu)成了如下圖２－４所示的異構(gòu)無線網(wǎng)??絡。異構(gòu)網(wǎng)絡是由不同制造商生產(chǎn)的計算機，網(wǎng)絡設(shè)備和系統(tǒng)組成的，大部分情??況下會在不同的協(xié)議上支持不同的功能或應用。異構(gòu)網(wǎng)絡能夠為用戶提供無縫切??換和服務質(zhì)量（ｑｕａｌｉｔｙ?ｏｆ?ｓｅｒｖｉｃｅ，?ＱｏＳ）的必要保證。因此下一代無線網(wǎng)絡將是??無線個域網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、無線城域網(wǎng)、公眾移動通信網(wǎng)（如２Ｇ、３Ｇ）以及自組??織網(wǎng)絡等多種接入網(wǎng)共存的異構(gòu)無線網(wǎng)絡。??異構(gòu)無線網(wǎng)絡中的信道模型具有多樣性和可變性，而且有許多信道模型是加??性非高斯白噪聲信道模型，比如廣義高斯噪聲信道模型。??１３??
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