通訊系統

匹配濾波器(matched filter)

匹配濾波器是把已知形狀的訊號從雜訊中挖出來的最佳方法——接收端用來聆聽微弱、預期脈衝的最好耳朵。其構想是把進來的含噪波形與一份儲存的、你要找的確切脈衝副本做相關運算。凡是進來的波與樣板對齊之處,相關值就累積成一道尖峰;隨機雜訊因沒有這種形狀,大多會自我抵消。這就像在一堆雜亂聲響中認出朋友特定的敲門聲。

數學上,匹配濾波器是發射脈衝的時間反轉副本,並可證明它是在取樣瞬間使訊雜比最大化的線性濾波器——對抗白雜訊時,沒有其他線性接收器能做得更好。這正是為何每個正經的數位接收器——從 Wi-Fi 晶片、深太空探測器,到對衛星已知偽隨機碼做相關的 GPS 裝置——都圍繞匹配濾波器或其離散時間表親「相關器」打造。它是讓我們把深埋在雜訊底線之下的位元還原出來的低調主力。

GPS 能運作正是靠匹配濾波:每顆衛星的訊號抵達時比雜訊底線還低約 20 dB,但對其獨特的已知碼做相關,就能把它抬升成乾淨、明確無誤的尖峰。

又称
correlation receiver匹配濾波相關接收器