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

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

信道是通信系统必不可少的组成部分,任何一个通信系统据均可视为由发送 设备、信道与接收设备三大部分组成。信道通常是指以传输媒质为基础的信号通 道,而信号在信道中传输遇到噪声又是不可避免的,即信道允许信号通过的同时 又给信号以限制和损害。因而,对信道和噪声的硏究乃是硏究通信问题的基础

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

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

一、分析模型 前面4.1节中的分析都是在没有噪声条件下进行的本节将要研究的问题是 信道存在加性高斯白噪声时,各种线性调制系统的抗噪声性能。 分析解调器的抗噪声性能的模型如图4-1所示。图中,Sm()为已调信号, n(t)为传输过程中叠加的高斯白噪声。带通滤波器的作用是滤除已调信号频带 以外的噪声,因此,经过带通滤波器后到达解调器输入端的信号仍可认为是 m(),噪声为n(t)

一、基带信号的频谱特性 研究基带信号的频谱结构是十分必要的,通过谱分析,我们可以了解信号需 要占据的频带宽度,所包含的频谱分量,有无直流分量,有无定时分量等。 设二进制的随机脉冲序列如图5-4(a)所示,其中1(t)表示“0”码,g2(t) 表示“1”码,g1(t)和g2(t)在实际中可以是任意的脉冲