1、商标法PPT教学课件第一节：商标概述第一节：商标概述一、商标的概念：一、商标的概念：1、概念：商标是商品生产者、经营者或商、概念：商标是商品生产者、经营者或商业服务的提供者为了使自己所生产或销售业服务的提供者为了使自己所生产或销售的商品和提供的服务，在市场上同其他商的商品和提供的服务，在市场上同其他商品生产者、经营者生产或销售人同类商品品生产者、经营者生产或销售人同类商品和提供的同类服务，相区别而使用的一种和提供的同类服务，相区别而使用的一种标记。标记。2、特征：、特征：商标是商品和商业服务的特定标记。商标是商品和商业服务的特定标记。商标由附注在一定经营对象上的文字、商标由附注在一定经营对象上
2、的文字、图形、字母、数字、三维标志和颜色组图形、字母、数字、三维标志和颜色组合。合。商标是一种无形资产。商标是一种无形资产。二、商标与其他标记的联系、区别：二、商标与其他标记的联系、区别：1、商标与商号：、商标与商号：商标是特定商品或服务的标记；而商号则是用商标是特定商品或服务的标记；而商号则是用来表明商品和服务的提供者自身的，是营业主来表明商品和服务的提供者自身的，是营业主体的标志。体的标志。商标的构成可以是文字、图形、字母、数字，商标的构成可以是文字、图形、字母、数字，也可是文字、图形的组合；商号则只能是文字。也可是文字、图形的组合；商号则只能是文字。商号依商号依工商企业名称登记管理暂行规
3、定工商企业名称登记管理暂行规定进进行登记，可获得商号权；商标依行登记，可获得商号权；商标依商标法商标法申申请注册，获得商标权。请注册，获得商标权。商标具有显著性；商号则不要求。商标具有显著性；商号则不要求。2、商标与装潢：、商标与装潢：使用目的不同。使用目的不同。构图设计不同。构图设计不同。商标所使用的文字或图形一般不能与商商标所使用的文字或图形一般不能与商品内容相同；而装潢则不受此限制。品内容相同；而装潢则不受此限制。商标是商标权人专有的；而装潢不具有商标是商标权人专有的；而装潢不具有专有性。专有性。3、商标与原产地名称、产地标记：、商标与原产地名称、产地标记：4、商标与商务标语：、商标与商
4、务标语：5、商标与通用标记：、商标与通用标记：6、商标与特殊标志：、商标与特殊标志：三、商标的作用：三、商标的作用：识别功能识别功能标示来源标示来源保证品质保证品质广告宣传广告宣传四、商标的分类：四、商标的分类：1、按商标的结构组成或状态划分：、按商标的结构组成或状态划分：文字商标：文字商标：图形商标：图形商标：组合商标：组合商标：立体商标：立体商标：非形象商标：非形象商标：2、按商标使用者的分类：、按商标使用者的分类：制造商标：制造商标：销售商标：销售商标：服务商标：服务商标：集体商标：集体商标：3、按商标的功能、用途或作用分类、按商标的功能、用途或作用分类：等级商标：等级商标：证明商标：证
5、明商标：备用商标：备用商标：联合商标：联合商标：防御商标：防御商标：第二节：商标法概述第二节：商标法概述一、商标法的概念、调整对象：一、商标法的概念、调整对象：1、商标法是调整因商标的注册、使用、管、商标法是调整因商标的注册、使用、管理和保护商标专用权而发生的各种社会理和保护商标专用权而发生的各种社会关系的法律规范的总和。关系的法律规范的总和。2、调整对象：、调整对象：因商标注册而发生的社会关系：因商标注册而发生的社会关系：因商标使用而发生的社会关系：因商标使用而发生的社会关系：因商标管理而发生的社会关系：因商标管理而发生的社会关系：因保护商标专用权而发生的社会关系：因保护商标专用权而发生的社
6、会关系：二、商标法的基本原则：二、商标法的基本原则：保护商标专用权与保障消费者利益的原则保护商标专用权与保障消费者利益的原则注册原则注册原则申请在先原则申请在先原则审查原则审查原则自愿原则自愿原则统一注册分级管理统一注册分级管理商标注册与商标评审相结合的商标确权原则商标注册与商标评审相结合的商标确权原则三、我国商标法制度的沿革：三、我国商标法制度的沿革：第三节：商标权第三节：商标权一、概念：商标权是商标注册人对其注册一、概念：商标权是商标注册人对其注册商标所享有的权利。商标所享有的权利。二、内容：二、内容：专有使用权：专有使用权：禁止权：禁止权：转让商标的权利：转让商标的权利：许可他人使用商标
7、的权利：许可他人使用商标的权利：三、商标权的取得：三、商标权的取得：原始取得：原始取得：继受取得：继受取得：四、商标权的主体：四、商标权的主体：自然人、企事业单位、个体工商户、外自然人、企事业单位、个体工商户、外国企业、外国人。国企业、外国人。五、商标权的客体：五、商标权的客体：1、商标必须具备法定的构成要素：、商标必须具备法定的构成要素：2、商标必须具有显著特征，便于识别：、商标必须具有显著特征，便于识别：3、商标不得与他人注册商标混同，不能、商标不得与他人注册商标混同，不能与他人注册商标相同或近似。与他人注册商标相同或近似。4、商标必须不是法律所禁止使用的标志：、商标必须不是法律所禁止使用
8、的标志：同中华人民共和国的国家名称、国旗、国徽、军旗、勋章同中华人民共和国的国家名称、国旗、国徽、军旗、勋章相同或近似的，以及同中央国家机关所在地特定地点的名相同或近似的，以及同中央国家机关所在地特定地点的名称或者标志性建筑物的名称、称或者标志性建筑物的名称、图形相同的。图形相同的。同外国的国家名称、国旗、国徽、军旗相同或近似的，但同外国的国家名称、国旗、国徽、军旗相同或近似的，但该国政府同意的除外。该国政府同意的除外。同政府间国际组织的旗帜、徽记、名称相同或近似的文字、同政府间国际组织的旗帜、徽记、名称相同或近似的文字、图形，但经该组织同意或者不易误导公众的除外。图形，但经该组织同意或者不易
9、误导公众的除外。与表明实施控制与表明实施控制 予以保证的官方标志予以保证的官方标志 检验印记相同或者检验印记相同或者近似的，但经授权的除外。近似的，但经授权的除外。同同“红十字红十字”“”“红新月红新月”的标志、名称相同或近似的。的标志、名称相同或近似的。带有民族歧视性的。带有民族歧视性的。夸大宣传并带有欺骗性的。夸大宣传并带有欺骗性的。有害于社会主义道德风尚或有其他不良影响的。有害于社会主义道德风尚或有其他不良影响的。县级以上行政区划的地名或公众知晓的外国地名。县级以上行政区划的地名或公众知晓的外国地名。第四节：商标注册第四节：商标注册一、商标注册原则：一、商标注册原则：注册原则注册原则确权
10、原则确权原则自愿注册与强制注册原则自愿注册与强制注册原则申请在先与使用在先原则申请在先与使用在先原则优先权原则优先权原则二、商标注册的申请：二、商标注册的申请：1、商标注册的申请人及代理：、商标注册的申请人及代理：2、按商品分类表提出申请：、按商品分类表提出申请：3、商标注册申请手续：、商标注册申请手续：商标注册申请书商标注册申请书：送交商标图样：送交商标图样：证明文件：证明文件：按规定缴纳规费：按规定缴纳规费：三、商标注册的审查和核准三、商标注册的审查和核准1、形式审查：、形式审查：2、实质审查：、实质审查：商标是否违背商标法禁用条款。商标是否违背商标法禁用条款。商标是否具备法定的构成要素，
11、是否具有显著商标是否具备法定的构成要素，是否具有显著特征。特征。商标是否与他人在同一种或类似商品上注册的商标是否与他人在同一种或类似商品上注册的商标相混同，是否与申请在先的商标及已撤销、商标相混同，是否与申请在先的商标及已撤销、失效并不满一年的注册商标相混同。失效并不满一年的注册商标相混同。3、商标注册申请的初步审定及公告：、商标注册申请的初步审定及公告：4、商标异议：、商标异议：5、核准注册：、核准注册：四、注册商标的期限、续展、变更、四、注册商标的期限、续展、变更、转让、使用许可和终止：转让、使用许可和终止：1、期限、续展：、期限、续展：期限：期限：10年年续展：期满前续展：期满前6个月，
12、个月，期满后期满后6个月（宽展期）个月（宽展期）续展期续展期10年年2、变更：、变更：注册人名义的变更注册人名义的变更注册人地址的变更注册人地址的变更其他事项其他事项3、转让、继承：、转让、继承：1）转让条件：）转让条件：转让方的转让必须是完全转让，必须订立书面协转让方的转让必须是完全转让，必须订立书面协议。议。双方须共同向商标局提出申请。双方须共同向商标局提出申请。经公告，合同才正式生效。经公告，合同才正式生效。受让人应保证使用该注册商标的商品的质量。受让人应保证使用该注册商标的商品的质量。2）继承：）继承：A：个体工商户：个体工商户B：企业被合并、兼并：企业被合并、兼并4、注册商标的使用许
13、可：、注册商标的使用许可：使用许可形式：使用许可形式：许可使用合同：许可使用合同：5、注册商标的终止：、注册商标的终止：1）注册注册的撤销：）注册注册的撤销：自行改变注册商标的。自行改变注册商标的。自行改变注册商标的注册人名义、地址或其他注自行改变注册商标的注册人名义、地址或其他注册事项的。册事项的。自行转让的。自行转让的。连续三年停止使用其注册商标的。连续三年停止使用其注册商标的。使用注册商标、其商品粗制滥造、以次充好、欺使用注册商标、其商品粗制滥造、以次充好、欺骗消费者的。骗消费者的。已注册的商标、违反已注册的商标、违反商标法商标法第第10、11、12条条规定的，或以欺骗或其他不正当手段取
14、得注册的。规定的，或以欺骗或其他不正当手段取得注册的。对已注册的商标有争议的对已注册的商标有争议的5年内由商标评审委员会年内由商标评审委员会裁定撤销。裁定撤销。2）注销：）注销：商标注册人消灭商标注册人消灭有效期届满有效期届满自愿放弃自愿放弃第五节：商标使用管理第五节：商标使用管理一、注册商标使用的管理：一、注册商标使用的管理：注册商标必须使用注册商标必须使用不得擅自改变注册商标不得擅自改变注册商标不得自行转让注册商标不得自行转让注册商标使用商标注册标记使用商标注册标记二、未注册商标的管理：二、未注册商标的管理：不得违反禁用条款的规定。不得违反禁用条款的规定。不得冒充注册商标。不得冒充注册商标
15、。使用未注册商标的商品不得粗制滥造、使用未注册商标的商品不得粗制滥造、以次充好、欺骗消费者。以次充好、欺骗消费者。第六节：驰名商标及其保护第六节：驰名商标及其保护一、驰名商标的概念：一、驰名商标的概念：1、是指那些在市场上享有较高声誉，为相、是指那些在市场上享有较高声誉，为相关公众所熟知，并且有较强竞争力的商关公众所熟知，并且有较强竞争力的商标。标。2、是否必须是注册商标有争议。、是否必须是注册商标有争议。二、驰名商标的认定：二、驰名商标的认定：1、认定标准：、认定标准：相关公众对该商标的知晓程度。相关公众对该商标的知晓程度。该商标使用的持续时间该商标使用的持续时间该商标的任何宣传工作的持续时
16、间、程度和范围该商标的任何宣传工作的持续时间、程度和范围该商标作为驰名商标受保护的记录该商标作为驰名商标受保护的记录该商标驰名的其他因素该商标驰名的其他因素禁止以商标的形式对驰名商标进行侵犯禁止以商标的形式对驰名商标进行侵犯禁止以其他标记的形式对驰名商标进行侵犯禁止以其他标记的形式对驰名商标进行侵犯2、认定方式：、认定方式：主动认定被动认定主动认定被动认定三、驰名商标的保护：三、驰名商标的保护：1、对未注册驰名商标予以保护、对未注册驰名商标予以保护2、放宽驰名商标注册的显著性条件、放宽驰名商标注册的显著性条件3、扩大驰名商标的保护范围、扩大驰名商标的保护范围4、驰名商标所有人享有特别期限的排他
17、、驰名商标所有人享有特别期限的排他权权5、注册的驰名商标在与他人在先注册的、注册的驰名商标在与他人在先注册的商标发生冲突时，驰名商标所有人有权商标发生冲突时，驰名商标所有人有权继续使用其商标。继续使用其商标。“朝阳”轮胎和“利群”卷烟、青春宝、胡庆余堂、华立、21金维他、万事利、传化、张小泉、娃哈哈、鸿雁9件驰名商标，杭州市的国家级驰名商标总量已经达到了11件。在被认定的这11件驰名商标中，民营企业6家，国有和国有控股企业5家。浙江省有浙江省有“洁丽雅洁丽雅”、“AAA”、“五芳斋五芳斋”、“华立华立”等四件商标登上国家工商总局商标局等四件商标登上国家工商总局商标局新认定的新认定的15件国内驰
18、名商标榜，新增数全国第件国内驰名商标榜，新增数全国第一。至此，浙江省拥有驰名商标一。至此，浙江省拥有驰名商标36件，首次超件，首次超过上海、江苏、山东，跃居全国首位。目前我过上海、江苏、山东，跃居全国首位。目前我国已认定驰名商标共国已认定驰名商标共362件。件。资料：驰名商标（英文为驰名商标（英文为“WellKnown Trademark”）是是被相关公众广为知晓并享有较高声誉的商标品牌，是被相关公众广为知晓并享有较高声誉的商标品牌，是一个品牌所得到的最高的、无可替代的世界荣誉，含一个品牌所得到的最高的、无可替代的世界荣誉，含金量极高。具有以下特点：（一）具有国际性、权威金量极高。具有以下特点
19、：（一）具有国际性、权威性和唯一性，是唯一在全球范围内得到国际法律保护性和唯一性，是唯一在全球范围内得到国际法律保护的品牌标志。任何企业不得仿冒的品牌标志。任何企业不得仿冒“驰名商标驰名商标”产品。产品。保护工业产权巴黎公约、商标注册马德里协议保护工业产权巴黎公约、商标注册马德里协议等国际公约以及世界知识产权组织（等国际公约以及世界知识产权组织（WIPO）的驰的驰名商标保护规定的联合建议、世贸组织的与贸易名商标保护规定的联合建议、世贸组织的与贸易有关的知识产权协议（有关的知识产权协议（TRIPs）等都对此作了明确等都对此作了明确要求。（二）具有严谨性、通用性和明显的市场取向。要求。（二）具有严
20、谨性、通用性和明显的市场取向。它的认定在很大程度上按市场化取向，依据相关公众它的认定在很大程度上按市场化取向，依据相关公众的知晓度，参考了该商标品牌的市场影响力，以及被的知晓度，参考了该商标品牌的市场影响力，以及被仿冒侵权的情况。认定的过程非常严谨。（三）驰名仿冒侵权的情况。认定的过程非常严谨。（三）驰名商标是一个国家、一个地区的产品竞争力、经济实力、商标是一个国家、一个地区的产品竞争力、经济实力、发展后劲等方面的综合体现。发展后劲等方面的综合体现。第七节：商标权的保护第七节：商标权的保护一、商标权的保护范围：一、商标权的保护范围：1、以核准注册的商标为限、以核准注册的商标为限2、以核定使用的
21、商品为限、以核定使用的商品为限二、侵犯商标权的表现形式：二、侵犯商标权的表现形式：未经注册商标所有人许可，在同一种商未经注册商标所有人许可，在同一种商品或类似商品上使用与注册商标相同或品或类似商品上使用与注册商标相同或近似的商标的行为。近似的商标的行为。销售侵犯注册商标专用权的商品的。销售侵犯注册商标专用权的商品的。伪造、擅自制造他人注册商标标识或销伪造、擅自制造他人注册商标标识或销售这种标识的行为。售这种标识的行为。未经商标注册人同意，更换其注册商标未经商标注册人同意，更换其注册商标并将该更换商标的商品又投入市场的。并将该更换商标的商品又投入市场的。三、侵权的法律责任：三、侵权的法律责任：四
22、、关于侵权的民事赔偿数额的确认：四、关于侵权的民事赔偿数额的确认：五、诉前保金：五、诉前保金：8.1 匹配滤波器匹配滤波器8.2 最小差错概率接收准则最小差错概率接收准则8.3 确知信号的最佳接收机确知信号的最佳接收机8.4 随相信号的最佳接收机随相信号的最佳接收机8.5 最佳接收机性能比较最佳接收机性能比较8.6 最佳基带传输系统最佳基带传输系统 第第 8 章章 数字信号的最佳接收数字信号的最佳接收返回主目录第第8章章 数字信号的最佳接收数字信号的最佳接收 在数字通信系统中，信道的传输特性和传输过程中噪声的存在是影响通信性能的两个主要因素。人们总是希望在一定的传输条件下，达到最好的传输性能，
23、最佳接收就是在噪声干扰中如何有效地检测出信号。最佳接收就是在噪声干扰中如何有效地检测出信号。所谓最佳是在某种标准下系统性能达到最佳，最佳接收是个相对的概念，在某种准则下的最佳系统，在另外一种准则下就不一定是最佳的。在某些特定条件下，几种最佳准则也可能是等价的。在数字通信中，最常采用的是输出信噪比最大准则和差错概率最小准则。8.1 匹配滤波器匹配滤波器（Matched Filter）在数字信号接收中，滤波器的作用有两个方面，第一是使滤波器输出有用信号成分尽可能强；第二是抑制信号带外噪声，使滤波器输出噪声成分尽可能小，减小噪声对信号判决的影响。通常对最佳线性滤波器的设计有两种准则：一种是使滤波器输
24、出的信号波形与发送信号波形之间的均方误差最小，由此而导出的最佳线性滤波器称为维纳滤波器；另一种是使滤波器输出信噪比在某一特定时刻达到最大，由此而导出的最佳线性滤波器称为匹配滤波器。在数字通信中，匹配滤波器具有更广泛的应用。图 8 1 数字信号接收等效原理图H()判决s(t)n(t)r(t)y(t)t t0输出SN()o 由数字信号的判决原理我们知道，抽样判决器输出数据正确与否，与滤波器输出信号波形和发送信号波形之间的相似程度无关，也即与滤波器输出信号波形的失真程度无关，而只取决于抽样时刻信号的瞬时功率与噪声平均功率之比，即信噪比。信噪比越大，信噪比越大，错误判决的概率就越小错误判决的概率就越小
25、；反之，信噪比越小，错误判决概率就越大。因此，为了使错误判决概率尽可能小，就要选择滤波器传输特性使滤波器输出信噪比尽可能大的滤波器。当选择的滤波器传输特性使输出信噪比达到最大值时，该滤波器就称为输出信噪比最大的最佳线性滤波器。下面就来分析当滤波器具有什么样的特性时才能使输出信噪比达到最大。滤波器输入(8.1-1)()()(tntstr滤波器输出(8.1-2)()()(00tntstydeHSdeStstjtj)()(21)(21)(00(8.1-3)滤波器输出噪声的平均功率为dHPdPNinn20)()(21)(210dHndHn2020)(4)()(221(8.1-4)dHndeSHNtsr
26、tj20202000)(4)()(21)(0在抽样时刻t0，线性滤波器输出信号的瞬时功率与噪声瞬时功率与噪声平均功率之比平均功率之比为(8.1-5)滤波器输出信噪比ro与输入信号的频谱函数S()和滤波器的传输函数H()有关。在输入信号给定的情况下，输出信噪比ro只与滤波器的传输函数H()有关。使输出信噪比ro达到最大的传输函数H()就是我们所要求的最佳滤波器的传输函数。施瓦兹(Schwartz)不等式dYdXdYX222)(21)(21)()(21(8.1-6)式中，X()和Y()都是实变量的复函数。当且仅当时式中等式才能成立。)()(KYX(8.1-7)()(HX(8.1-8)0)()(tj
27、eSY(8.1-9)令可得dHndeSHrtj2020)(4)()(210(8.1-10)2)(21)(4)()(4102202220ndSdHndeSdHtj根据帕塞瓦尔(Parseval)定理有EdttsdS)()(2122(8.1-11)002nEr(8.1-12)因此最大输出信噪比0max02nEr(8.1-13)0)()(tjeKSH(8.1-14)根据施瓦兹不等式中等号成立的条件可得匹配滤波器deeKSdeHthtjtjtj0)(21)(21)(dsdeKdedesKttjttjj)(21)(2)()(00)()()(00ttKsdttsK(8.1-15)即匹配滤波器的单位冲激响应
28、为)()(0ttKsth(8.1-16)上式表明，匹配滤波器的单位冲激响应h(t)是输入信号s(t)的镜像函数，t0为输出最大信噪比时刻。图8-2 匹配滤波器单位冲激响应原理s(t)OTth(t)Ott00,00),()(0ttttKsth(8.1-17)对于因果系统0000,0)(0,0)(tttttsttts或(8.1-18)因此必须有(8.1-19)上式条件说明，对于一个物理可实现的匹配滤波器，其输入信号s(t)必须在它输出最大信噪比的时刻t0之前结束。也就是说，若输入信号在T时刻结束，则对物理可实现的匹配滤波器，其输出最大信噪比时刻t0必须在输入信号结束之后，即t0T。对于接收机来说，
29、t0是时间延迟，通常总是希望时间延迟尽可能小，因此一般情况可取t0=T。dtKstsdhtsthtsts)()()()()()()(00(8.1-20)输出信号)()()()(000ttRKdxttxsxsKts(8.1-21)令xt0 上式表明，匹配滤波器的输出波形是输入信号匹配滤波器的输出波形是输入信号s(t)的自相关函数的的自相关函数的K倍倍。因此，匹配滤波器可以看成是一个计算输入信号自相关函数的相关器，其在t0时刻得到最大输出信噪比romax=2E/n0。由于输出信噪比与常数K无关，所以通常取K=1。例 8-1设输入信号如图 8-3(a)所示，试求该信号的匹配滤波器传输函数和输出信号波
30、形。频谱函数其它,020,1)(Ttts解：(1)输入信号为22/011)()(TjTtjtjejdtedtetsS传递函数0011)()(2tjTjtjeejeSH冲激响应)()(0ttsth图8-3 信号时间波形(a)(b)so(t)OTt(c)2T2T2T23Ts(t)0Tt2T1h(t)0Tt1)(th)(ts取t0=T，则有TjTjeejH11)(2)()(0ttsth(2)匹配滤波器的输出为其它,023,232,2)()()()(000TtTtTTtTtTdxttxsxsttRts可见，匹配滤波器的输出在t=T时刻得到最大的能量E=T/2。8.2 最小差错概率接收准则最小差错概率接
31、收准则 匹配滤波器是以抽样时刻信噪比最大为标准来构造接收机。在数字通信中，人们更关心判决输出的数据准确率，因此，使输出总误码率最小的最小差错概率准则，更适合于作为数字信号接收的准则。8.2.1 数字信号接收的统计模型数字信号接收的统计模型 在数字信号的最佳接收分析中，我们不是采用先给出接收机模型然后分析其性能的分析方法，而是从而是从数字信号接收统计模型出发，依据某种最佳接收准数字信号接收统计模型出发，依据某种最佳接收准则，推导出相应的最佳接收机结构，然后再分析其则，推导出相应的最佳接收机结构，然后再分析其性能性能。图 8 4 数字通信系统的统计模型XSY判决规则Rn消息空间信号空间观察空间判决
32、空间噪声空间 图中消息空间、信号空间、噪声空间、观察空间及判决空间分别代表消息、发送信号、噪声、接收信号波形及判决结果的所有可能状态的集合。各个空间的状态用它们的统计特性来描述。在数字通信系统中，消息是离散的状态。消息是各种物理量，本身不能直接在数字通信系统中进行传输，因此需要将消息变换为相应的电信号s(t)。通常最直接的方法是建立消息与信号之间一一对应的关系)()()(2211mmxPxxPxxPx1)(1miixPmxPxPxPm1)()()(21msssS,211)(1miisPmsPsPsPm1)()()(21mxxxX,21)()()(2211mmsPssPssPs消息信号P(si)
33、是描述信号发送概率的参数，通常称为先验概先验概率率，它是信号统计检测的第一数据第一数据。信道特性是加性高斯噪声信道，噪声空间n是加性高斯噪声。为了更全面地描述噪声的统计特性，采用噪声的多维联合概率密度函数。(8.2-7),()(21knnnfnf 根据随机信号分析理论我们知道，若噪声是高斯白噪声，则它在任意两个时刻上得到的样值都是互不相关的，同时也是统计独立的；若噪声是带限高斯型若噪声是带限高斯型的，按抽样定理对其抽样，则它在抽样时刻上的样值的，按抽样定理对其抽样，则它在抽样时刻上的样值也是互不相关的，同时也是统计独立的也是互不相关的，同时也是统计独立的。根据随机信号分析，若随机信号各样值是统
34、计独立的，则有k维概率密度(8.2-8)()()(),(2121kknfnfnfnnnf222exp21)(nininnfkiinknnnf12221exp21)(根据帕塞瓦尔定理，当k很大时有dttnnnTkiin)(121020122(8.2-9)一维概率密度(8.2-10)k维概率密度(8.2-11)式中 为噪声的单边功率谱密度。Hnfn20公式(8.2-11)的推导：若低通信道的截止频率为fH，理想抽样频率为2fH，则在(0,T)时间内共有2fHT个抽样值，其平均功率为TfknTfNHkiiH2,21120令抽样间隔 ，若 ，则有Hft21Tkndttnnnf020)(1exp21)(
35、8.2-12)Tt TkiidttnTtnTN02120)(11TkiiHkiindttnntntfnn020120122)(12121将公式(8.2-11)代入(8.2-10)可得 信号通过信道叠加噪声后到达观察空间，由于在一个码元期间T内，信号集合中各状态s1,s2,sm 中之一被发送，因此在观察期间T内观察波形为由于n(t)是均值为零，方差为2n的高斯过程，则当出现信号si(t)时,y(t)的概率密度函数可表示为),2,1()()()(mitstntyi(8.2-13)(8.2-14),2,1()()(1exp21)(020midttstynyfTiknsifsi(y)称为似然函数似然函
36、数，它是信号统计检测的第二数据第二数据。8.2.2 最佳接收准则最佳接收准则 在数字通信系统中，最直观且最合理的准则是在数字通信系统中，最直观且最合理的准则是“最小差错概率最小差错概率”准则。准则。由于在传输过程中，信号会受到畸变和噪声的干扰，发送信号si(t)时不一定能判为ri出现，而是判决空间的所有状态都可能出现。这样将会造成错误接收，我们期望错误接收的概率愈小愈好。在噪声干扰环境中，按照何种方法接收信号才能使得错误概率最小？我们以二进制数字通信系统为例分析其原理。在二进制数字通信系统中，发送信号只有两种状态，假设发送信号s1(t)和s2(t)的先验概率分别为P(s1)和P(s2)，s1(
37、t)和s2(t)在观察时刻的取值分别为a1和a2，出现s1(t)信号时y(t)的概率密度函数fs1(y)为dtatynyfTkns2010)(1exp21)(1同理(8.2-15)dtatynyfTkns2020)(1exp21)(2(8.2-16)图 8-5 fs1(y)和fs2(y)的曲线图fs1(y)fs2(y)ya2aa1yi若在观察时刻得到的观察值为yi，可依概率将yi判为r1或r2。asasdyyfqdyyfq)()(2121可以看出即yi属于r1的概率大于yi属于r2的概率。因此，依大概率应将yi判为r1出现。asdyyfq)(11在yi附近取一小区间aa内属于r1的概率(8.2
38、-17)asdyyfq)(22a内属于r2的概率(8.2-18)图 8 6 判决过程示意图 ya2y 0a1PPfs1(y)fs2(y)r1r2 根据fs1(y)和fs2(y)的单调性质，在下图中y坐标上可以找到一个划分点y0。在区间(-,y0，q1q2；在区间(y0,)，q1q2。根据下图所分析的判决原理，当观察时刻得到的观察值yi(-,y0)时，判为r1出现；若观察时刻得到的观察值yi(y0,)时，判为r2出现。如果发送的是s1(t)，但是观察时刻得到的观察值yi落在(y0,)区间,被判为r2出现，这时将造成错误判决，其错误概率为dyyfsPyss)()(0112(8.2-19)dyyfs
39、Pyss)()(0221(8.2-20)同理dyyfsPdyyfsPsPsPsPsPPysyssse)()()()()()()()(020121211221(8.2-21)总误码率可以看出，系统总的误码率与先验概率、似然函数及划分点y0有关。在先验概率和似然函数一定的情况下，系统总的误码率Pe是划分点y0的函数。)()()()(120021sPsPyfyfss00yPe(8.2-22)0)()()()(020121yfsPyfsPss(8.2-23)y0为最佳划分点，于是有(8.2-24)为了达到最小差错概率，可以按以下规则进行判决)(,)()()()()(,)()()()(221211122
40、121srsPsPyfyfsrsPsPyfyfssss即判为即判为(8.2-25)以上判决规则称为似然比准则。在加性高斯白噪声条件下，似然比准则和最小差错概率准则是等价的。当s1(t)和s2(t)的发送概率相等时，即P(s1)=P(s2)时，则有)(),()()(),()(22112121sryfyfsryfyfssss即判为即判为(8.2-26)上式判决规则称为最大似然准则，其物理概念是，接收到的波形y中，哪个似然函数大就判为哪个信号出现。以上判决规则可以推广到多进制数字通信系统中，对于m个可能发送的信号，在先验概率相等时的最大似然准则为 最小差错概率准则是数字通信系统最常采用的准则，除此之
41、外，贝叶斯(Bayes)准则、尼曼-皮尔逊(Neyman-Pearson)准则、极大极小准则等有时也被采用。);,2,1;,2,1(),()(jimjmisyfyfissji判为(8.2-27)8.3 确知信号的最佳接收机确知信号的最佳接收机 信号统计检测是利用概率和数理统计的工具来设计接收机。所谓最佳接收机设计是指在一组给定的假设条件下，利用信号检测理论给出满足某种最佳准则接收机的数学描述和组成原理框图，而不涉及接收机各级的具体电路。图 8 7 接收端原理最佳接收机s(t)n(t)输出8.3.1 二进制确知信号最佳接收机结构二进制确知信号最佳接收机结构 tTdttsEdttsEE022202
42、11)()(在(0,T)内(8.3-1)时发送时发送)(),()()(),()()(2211tstntststntsty(8.3-2)合成波dttstynyfTkns2010)()(1exp21)(1(8.3-3)dttstynyfTkns2020)()(1exp21)(2(8.3-4)似然函数)()()()(120021sPsPyfyfss(8.3-5)判为s1(t)出现)()()()(120021sPsPyfyfss(8.3-6)判为s2(t)出现TTdttstyUdttstyU022011)()()()(判为s1(t)出现TTdttstyUdttstyU022011)()()()(判为s
43、2(t)出现)(ln2)(ln2202101sPnUsPnU(8.3-9)式中在先验概率P(s1)和P(s2)给定的情况下，U1和U2都为常数。图 8 8 二进制确知信号最佳接收机结构积分器y(t)s1(t)输出积分器s2(t)U1U2比较器这种最佳接收机的结构是按比较观察波形y(t)与s1(t)和s2(t)的相关性而构成的，因而称为相关接收机相关接收机。其中相乘器与积分器构成相关器。图 8-9 二进制确知信号最佳接收机简化结构 积分器y(t)s1(t)输出积分器s2(t)比较器如果发送信号s1(t)和s2(t)的出现概率相等，即P(s1)=P(s2)，则可得U1=U2。于是在先验等概率情况下
44、的二进制确知信号最佳接收机可以简化结构。匹配滤波器可以看成是一个计算输入信号自相关函数的相关器。)()(tTsth(8.3-10)冲激响应)()()(tntsty(8.3-11)合成波(8.3-12)t=T时刻的输出TTTdttstydttTTstydttThtyTu0000)()()()()()()(可以看出匹配滤波器在抽样时刻t=T时的输出样值与最佳接收机中相关器在t=T时的输出样值相等，因此，可以用匹配滤波器代替相关器构成最佳接收机。图 8-10 匹配滤波器形式的最佳接收机h1(t)s1(T t)(0 t T)y(t)输出比较器h2(t)s2(T t)(0 t T)在最小差错概率准则下，相关器形式的最佳接收机与匹配滤波器形式的最佳接收机是等价的。另外，无论是相关器还是匹配滤波器形式的最佳接收机,它们的比较器都是在t=T时刻才作出判决，也即在码元结束时刻才能给出最佳判决结果。因此，判决时刻的任何偏差都将影响接收机的性能。本章结束本章结束习题：8-4，8-8，8-9
