匹配接收机的MATLAB和FPGA实现+程序(2)
1. 匹配接收机原理概述及安排
在一个数字通信的系统中，它所包含的技术方面的问题特别多，而本文主要讨论它的接收装置，众所周知的是，接收装置的主要作用是将信号进行放大处理以及反变换等，从而把接收端收到的信号恢复成原始状态。[2]由此我们不妨把接收装置看成是一个判决设备。由图1-2我们可以看出，这是一个简化的匹配接收机示意图。即接收端接收到的信号经匹配滤波器和判决电路之后转变成了我们所需要的数字信号。其中线性滤波器的作用是把接收信号进行处理，从而控制接收信号的某一个物理量（如振幅.频率等）。并把这个物理量送给判决电路，然后判决电路对线性滤波器输出的某个物理量进行判决，这样就可以从接收信号的众多信号中得到我们所需要的发送信号。而我们要关注的重点就是如何才能做到最佳判决呢？即我们如何让判决达到理论状态呢？为了实现这一目的，我们应该怎么做呢？不管是理论和实践都已经证明了：假如在有白噪声的情况下，我们为了减小系统的误码率。我们就会想法设法的让判决电路的误码率减小。由此我们可以定义能够使信噪比达到最大值得的线性滤波器叫做匹配滤波器，匹配滤波器也就是我们理论上的匹配滤波器。
图1-1 简化的接收机结构
本文主要任务是介绍匹配接收机的输出波形，冲击响应，及传输特性等。匹配滤波器定义以及实现它所需要的条件等。为了从理论上来论述匹配接收机是可以物理上实现的,我们需要运用MATLAB和Quartus II这两个平台分别对它进行实现和仿真。
本论文的排序如下:
1.主要叙述匹配接收机的定义和结构，以及在高斯白噪声下实现最佳接收的理论依据;
2．则主要介绍匹配滤波器的传输函数，冲击响应，及输出波形等，并且用数学方程进行推导;
3.通过设计匹配接收流程图，从而用MATLAB软件对匹配接收机进行仿真。从理论上论述它实现的可能;
4.也通过设计匹配接收流程图，从而用Quartus软件对匹配接收机进行仿真和实现。从理论上论述它实现的可能;
2. 匹配滤波器
匹配滤波器是指在高斯白噪声干扰的情况下，某一时刻时的信号瞬时功率和高斯白噪声的平均功率的比值达到最大值时的线性滤波器。
2.1 匹配滤波器的传输特性
匹配滤波器结构图如下，我们不妨来推导一下它的系统传输函数 。
2.1 匹配滤波器示意图
我们这时不妨把原始输入信号设为 ，它的频谱密度设为 。[3]信道中的高斯白噪声设为 ，把混有高斯白噪声的输入信号设为 ，而白噪声的双边功率谱被认为是 ，再根据叠加定理可以得出三者之间的关系如下所示。
我们在把滤波器输出端的信号假设为 ，把混有高斯白噪声的输出信号设为 ，它的频谱密度设为 。输出的高斯白噪声信号为 ，再根据叠加定理可以得出三者之间的关系如下所示。