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第3章 随机过程:信号与噪声

调整原始信号频率
调整加性高斯白噪声的功率
信号频率 5.00 Hz
噪声功率 0.50
信噪比 (SNR) 3.01 dB
接收信号: $r(t) = s(t) + n(t)$,其中 $n(t)$ 为噪声

💡 核心数学证明

信道中的噪声对信号传输有重要影响:

接收信号模型:

$$ r(t) = s(t) + n(t) $$

信噪比 (SNR):

$$ \text{SNR} = \frac{P_s}{P_n} = \frac{E[s^2(t)]}{E[n^2(t)]} $$

噪声功率谱密度: 对于 AWGN,$S_n(f) = \frac{N_0}{2}$

误码率与SNR关系: 通常误码率随SNR增加而指数下降。

⚙️ 工程应用

噪声分析在通信系统设计中至关重要:

  • 通信系统设计: 根据噪声特性设计接收机
  • 编码方案选择: 高噪声环境需要更强的纠错编码
  • 功率控制: 根据信道噪声调整发射功率
  • 信道估计: 估计信道噪声以便进行均衡