Fundamentaler Ansatz zum optimalen Empfängerentwurf (1)
Gegenüber dem auf der vorherigen Seite gezeigtenBlockschaltbildführen wir nun einige wesentliche Verallgemeinerungen durch:
Der Übertragungskanal wird durch die bedingte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionpr(t)|s(t) beschrieben, welche die Anhängigkeit des Empfangssignals r(t) vom Sendesignal s(t) festlegt.
Wurde nun ein ganz bestimmtes Signal r(t) = ρ(t) empfangen, so hat der Empfänger die Aufgabe, anhand dieses Signals ρ(t) sowie der M bedingten Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen
unter Berücksichtigung aller möglichen Sendesignale si(t) und deren Auftrittswahrscheinlichkeiten Pr(m = mi) herauszufinden, welche der möglichen Nachrichten (mi) bzw. welches der möglichen Signale (si(t)) am wahrscheinlichsten gesendet wurde.
Die Schätzung des optimalen Empfängers ist also ganz allgemein bestimmt durch die Gleichung
wobei wieder berücksichtigt ist, dass die gesendete Nachricht m = mi und das gesendete Signal s(t) = si(t) eineindeutig ineinander übergeführt werden können.
In anderen Worten: Der optimale Empfänger betrachtet diejenige Nachricht mi als die gesendete, wenn die bedingte Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion pm|r(t)
für das anliegende Empfangssignal ρ(t) sowie unter der Annahme m = mi den größtmöglichen Wert annimmt.
Bevor wir die obige Entscheidungsregel näher diskutieren, soll der optimale Empfänger entsprechend der Grafik noch in zwei Funktionsblöcke aufgeteilt werden:
Der Detektor nimmt am Empfangssignal r(t) verschiedene Messungen vor und fasst diese im Vektor r zusammen. Bei K Messungen entspricht r einem Punkt im K–dimensionalen Vektorraum.
Der Entscheider bildet abhängig von diesem Vektor den Schätzwert. Bei einem gegebenen Vektor r = ρ lautet dabei die Entscheidungsregel:
Im Gegensatz zur oberen Gleichung tritt nun in der Entscheidungsregel eine bedingte Wahrscheinlichkeit Pm|r anstelle der bedingten Wahrscheinlichkeitskeitsdichtefunktion (WDF) pm|r(t) auf. Beachten Sie bitte die Groß– bzw. Kleinschreibung für die unterschiedlichen Bedeutungen.
