数字通信系统的模型 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统,如图1-5所示。数字 通信涉及的技术问题很多,其中主要有信源编码/译码、信道编码/译码、数字调 制/解调、数字复接、同步以及加密等

载有信息的信号是不可预测的,或者说带有某种随机性。干扰信息信号的噪 声更是不可预测的。这些不可预测的信号和噪声都是随机过程。但随机信号和噪 声的不可预测性的意义完全不同。随机信号的不可预测性是它携带信息的能力, 而噪声的不可预测性则是有害的,它将使有用信号受到污染。 在通信系统中,随机过程是重要的数学工具。它在信息源的统计建模、信源 输出的数字化、信道特性的描述以及评估通信系统的性能等方面都是很重要的

平稳随机过程是一种特殊而又广泛应用的随机过程,在通信领域中占有重要地位。 一、定义 设随机过程{(),t∈T},若对于任意n和任意选定的

高斯过程,也称正态随机过程,是通信领域中最重要的一种过程。在实践中 观察到的大多数噪声都是高斯过程。 定义 若随机过程5(1)的任意n维(n=1,2,)分布都是正态分布,则称它为高 斯随机过程或正态过程

所谓窄带系统,是指其通带宽度Δ′〈∫’且∫远离零频率的系统。实际 中,大多数通信系统都是窄带型的,通过窄带系统的信号或噪声必是窄带随机过 程。如用示波器观察其一个实现的波形,它是一个频率近似为f,包络和相位 随机缓变的正弦波

信号经过信道传输后总会受到噪声的干扰,为了减少噪声的影响,通常在接 收机前端设置一个带通滤波器,以滤除信号频带以外的噪声。因此,带通滤波器 的输出是信号与窄带噪声的混合波形。最常见的是正弦波加窄带高斯噪声的合成 波,所以有必要了解合成信号的包络和相位的统计特性

随参信道是指信道传输特性随时间随机快速变化的信道。常见的随参信道有 陆地移动信道、短波电离层反射信道、超短波流星余迹散射信道、超短波及微波 对流层散射信道、超短波电离层散射以及超短波超视距绕射等信道

一、随参信道特性 随参信道的传输媒质具有以下三个特点: (1)对信号的衰耗随时间随机变化; (2)信号传输的时延随时间随机变化; (3)多径传播。 由于随参信道比恒参信道复杂得多,它对信号传输的影响也比恒参信道严重得多

陆地移动信道、短波电离层反射信道等随参信道引起的多径时散、多径衰落、 频率选择性衰落、频率弥散等,会严重影响接收信号质量,使通信系统性能大大 降低。为了提高随参信道中信号传输质量,必须采用抗衰落的有效措施。常采用 的技术措施有,抗衰落性能好的调制解调技术、扩频技术、功率控制技术、与交 织结合的差错控制技术、分集接收技术等。其中分集接收技术是一种有效的抗衰 落技术,已在短波通信、移动通信系统中得到广泛应用

基带信号具有较低的频率分量,不宜通过无线信道传输因此,在通信系统 的发送端需要由一个载波来运载基带信号,也就是使载波信号的某一个(或几个) 参量随基带信号改变,这一过程就称为调制。通信系统的接收端则需要有解调 过程