在通信系統(tǒng)中,信道內(nèi)存在的噪聲都可以認為是高斯白噪聲,為了減少噪聲的影響,提高系統(tǒng)的可靠性,通常在解調(diào)器前端設置一個帶通濾波器,信道內(nèi)的高斯白噪聲經(jīng)過帶通濾波器后,變成了窄帶高斯噪聲,對于這種窄帶噪聲,我們在3.5中已作了詳細的討論。
但在實際通信系統(tǒng)中,信號經(jīng)過信道傳輸總會收到加性噪聲的影響,因此接收信號是信號與噪聲的合成波。這是通信系統(tǒng)中常遇到的一種情況,所以有必要了解余弦波加窄帶平穩(wěn)高斯噪聲合成波的統(tǒng)計特性。
設余弦波加窄帶高斯噪聲的合成信號為
式中,為窄帶平穩(wěn)高斯過程,其均值為零。則
其中
則有
合成信號的包絡和相位
可以證明:余弦波加窄帶高斯過程的包絡服從賴斯(廣義瑞利)分布,即包絡的概率密度函數(shù)為
式中:
稱為零階修正貝塞爾函數(shù)。時,是單調(diào)上升函數(shù),且有。
上式存在兩種極限情況:
(1)當信號很小,即時,信號功率與噪聲功率的比值,相當于值很小,于是有,萊斯分布退化為瑞利分布。
(2)當信噪比很大時,有,這時在附近近似為高斯分布,即
圖3.6.1 零階修正貝塞爾函數(shù)
圖3.6.2 余弦波加窄帶高斯過程包絡的概率密度函數(shù)