最佳接收的教学方法研究

2010-03-21魏以民侯兴康张伟明

电气电子教学学报 2010年3期

魏以民,侯兴康,张伟明

(解放军理工大学通信工程学院,江苏南京 210007)

最佳接收是“通信原理”课程中一个基本概念,在教学中也是一个十分重要的知识点。由于这个知识点涉及到概率统计、滤波器设计和相关接收等较多概念,学生一般不容易掌握。我们借助于问题牵引式的教学内容设计和SystemView计算机仿真,力求让学生直观地理解和掌握这一概念。

1 最佳接收的基本理论

最佳接收理论[1］是研究从含有噪声的信号中如何尽可能恢复原来信息的概念。最佳接收问题可以分为最佳滤波和最佳检测:①最佳滤波就是对接收信号进行滤波处理,尽可能去除噪声,以获得干净的判决变量;②最佳检测就是利用判决变量,基于某种准则,尽量准确地做出判断,判决发送的比特值是0还是1。在数字通信中,最常用的准则为最小误码率准则。

以二进制信号为例,设发送信号为 s0(t)和s1(t),先验概率分别为P0和P1,经过信道后叠加了加性高斯白噪声。

针对最佳滤波,根据理论推导,为了使抽样点的瞬时信号功率和噪声平均功率之比达到最大,要求针对s0(t)和s1(t)的滤波器分别具有ks0(t0-t)和ks1(t0-t)的冲击响应。t0为抽样时刻,一般取t0=T(T为信号周期),k与输出信噪比无关,一般取k=1。

针对最佳检测,若采用最小误码率准则,在先验等概的情况下的判决规则为“择大判决”。

采用匹配滤波器的最佳接收机的框图如图1所示。