如何在以下数字通信问题中找到正交基函数?

信息处理 数字通讯 正交
2022-02-08 13:39:38

我试图在正交基函数上表达以下一组信号。这些信号将使用 4 进制调制方案进行传输。我如何将 ψ1(t) 和 ψ2(t) 写成相同的。还如何找到给定信号集的正交函数集。

这些是给定的四个信号

2个回答

让我们打电话给你4信号f0,f1,f2&f3. 只需通过目测,您就可以拥有两个功能的基础,其中

b0 = f0, for 0 < t < Ts/2, 0 otherwise and
b1 = f0, for Ts/2 < t < Ts, 0 otherwise and

所以你基本上在上半场有一个上半场上升,下半场有一个下降。信号可以简单地表示为

f0 =  b0 + b1
f1 = -b0 - b1
f2 =  b0 - b1
f3 = -b0 + b1

所以它显然是一个基础。它也是正交的,因为b0b1全部为零t. 这可能不正常,但可以通过适当的缩放轻松实现。

信号比@Hilmar 的回答更简单f0f2仅通过观察图片并回忆关于积分给出曲线下面积的基本思想,它们是 正交的。因此,信号是 f0,f0,f2,f2关于正交基{f0,f2}. 如果绝对需要,可以将基设为正交基(单位能量基信号)。

有趣的是,上面的描述表明这四个信号是一个 双正交信号集——4-QAM 信号集旋转π/4在信号空间中——符号错误概率和误码概率已经被研究和记录在案。使用 Hilmar 的答案中使用的基础并不容易注意到双正交性。

作为一个小提示,如果我们使用 Gram-Schmidt 正交化过程(如@MattL 在评论中所建议的那样),则从f0并继续f1,f2,f3,我们最终得到{f0,f2}作为这组的正交基4信号。