(最新整理)匹配濾波器

1、(完整)匹配濾波器(完整)匹配濾波器 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對(duì)文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對(duì)，但是難免會(huì)有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)匹配濾波器）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來(lái)便利。同時(shí)也真誠(chéng)的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動(dòng)力。本文可編輯可修改，如果覺得對(duì)您有幫助請(qǐng)收藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績(jī)進(jìn)步，以下為(完整)匹配濾波器的全部?jī)?nèi)容。數(shù)字通信課程設(shè)計(jì)匹配濾波器摘要在通信系統(tǒng)中，濾波器是重要的部件之一，濾波器特征的選擇直接影響數(shù)字信號(hào)的恢復(fù)。在數(shù)字信號(hào)接收中，濾波器的作用有兩

2、個(gè)方面，使濾波器輸出有用信號(hào)成分盡可能強(qiáng);抑制信號(hào)帶外噪聲，使濾波器輸出噪聲成分盡可能小，減少噪聲對(duì)信號(hào)判決的影響。對(duì)最佳線性濾波器的設(shè)計(jì)有一種準(zhǔn)則是使濾波器輸出信噪比在特定時(shí)刻到達(dá)最大，由此導(dǎo)出的最佳線性濾波器稱為匹配濾波器。在數(shù)字通信中,匹配濾波器具有廣泛的應(yīng)用.因此匹配濾波器是指濾波器的性能與信號(hào)的特征取得某種一致,使濾波器輸出端的信號(hào)瞬時(shí)功率與噪聲平均功率的比值最大.本文設(shè)計(jì)并仿真了一種數(shù)字基帶通信系統(tǒng)接收端的匹配濾波器.1、 課程設(shè)計(jì)的目的通過(guò)本次對(duì)匹配濾波器的設(shè)計(jì)，讓我們對(duì)匹配濾波器的原理有更深一步的理解，掌握具體的匹配濾波器的設(shè)計(jì)方法與算法.2、 課程設(shè)計(jì)的原理設(shè)接收濾波器的傳輸

3、函數(shù)為,沖擊響應(yīng)為,濾波器輸入碼元的持續(xù)時(shí)間為,信號(hào)和噪聲之和為 式中，為信號(hào)碼元，為白噪聲。并設(shè)信號(hào)碼元的頻譜密度函數(shù)為,噪聲的雙邊功率譜密度為，為噪聲單邊功率譜密度。假定濾波器是線性的，根據(jù)疊加定理,當(dāng)濾波器輸入信號(hào)和噪聲兩部分時(shí),濾波器的輸出也包含相應(yīng)的輸出信號(hào)和輸出噪聲兩部分，即 由于: 為輸出功率譜密度，為輸入功率譜密度,這時(shí)的輸出噪聲功率等于 在抽樣時(shí)刻上，輸出信號(hào)瞬時(shí)功率與噪聲平均功率之比為 為了求出的最大值，利用施瓦茲不等式求的最大值且當(dāng)時(shí),等式成立，即得到知道的信噪比為在白噪聲干擾的背景下，按上式的設(shè)計(jì)的線性濾波器，將能在給定時(shí)刻上獲得最大輸出信噪比。是輸出信噪比最大時(shí)刻.這

4、種濾波器就是最大信噪比意義下的最佳線性濾波器，由于它的傳輸特性與信號(hào)頻譜的復(fù)共軛一致，稱為匹配濾波器。匹配濾波器的特性還可以用沖激響應(yīng)函數(shù)： 可見,匹配濾波器的沖激響應(yīng)就是信號(hào)的鏡像，但在時(shí)間軸上平移了.是輸出信噪比最大時(shí)刻。3、 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容設(shè)計(jì)仿真了數(shù)字基帶通信系統(tǒng)在接收端接收到模擬信號(hào)后通過(guò)匹配濾波器的效果，其中匹配濾波器的輸入信號(hào)我們假定為正弦信號(hào)，經(jīng)過(guò)匹配濾波器的輸出信號(hào)作為抽樣判決器的輸入信號(hào)。我們通過(guò)比較匹配濾波器的輸入輸出信號(hào)，驗(yàn)證得出其性能特性。如下圖所示的仿真結(jié)果，我們假定匹配濾波器的輸入信號(hào)為正弦信號(hào)與白噪聲的疊加，其頻率,采樣頻率,延時(shí)時(shí)間,。由實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，我們可以看

5、出匹配濾波器的單位沖激響應(yīng)幅度譜與輸入信號(hào)的幅度譜一致，符合上面我們推導(dǎo)的公式；由濾波器的輸出信號(hào)我們可以得出，在抽樣時(shí)刻處，信號(hào)有最大值,在輸出信號(hào)的幅度譜中，干擾噪聲白噪聲明顯減小,信號(hào)的有用成分被保留下來(lái)，體現(xiàn)出了匹配濾波器抑制噪聲，保證在抽樣時(shí)刻有最大值的特性，從而進(jìn)一步保證了輸出信噪比在抽樣時(shí)刻最大，為下一步抽樣判決提供了有利的條件。由此可以看出匹配濾波器對(duì)數(shù)字基帶通信系統(tǒng)的通信可靠性的提高有著很重要的作用。四、 附錄實(shí)驗(yàn)程序：clear all； close all; fc=20; %余弦信號(hào)的頻率fs=5*fc; %采樣頻率ts=1/fs;k=1； to=2； 采樣時(shí)刻t=0:t

6、s:2ts；t1=0:ts:4-2ts; freq1=linspace(fs/2，fs/2，length(t)；freq2=linspace（-fs/2,fs/2，length(t1);noise=randn（1,length（t); 白噪聲signal=3cos(2*pi*fc*t+pik*t。2）+noise; %信號(hào) h1=3cos(2*pi*fc(tot）+pi*k*（tot)。2）+noise； %匹配濾波器 so1=conv2(signal，h1）； 信號(hào)卷積 subplot(321） plot(t,signal); axis(0，2,10,10)； xlabel（t/s)； yl

7、abel（s(t）; title(輸入信號(hào)+噪聲)； subplot(322） plot（freq1,fftshift(abs(fft(signal）)/length（t)）,xlabel（f（hz）)，ylabel（|s（w)），title(輸入信號(hào)幅度譜); subplot(323) plot（t，h1); axis(0,2，-10,10）; xlabel（t/s）； ylabel（h(t)）； title（沖激響應(yīng)）; subplot（324） plot（freq1，fftshift(abs(fft（h1)/length（t)）),xlabel(f（hz)）,ylabel(h1(w）),title(單位沖激響應(yīng)幅度譜）; subplot(325) plot（t1，so1）; xlabel（t/s); ylabel(so(t)； title