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器等三个基本部分组成。
光源 已调制器 已调光信号 光纤线 路 光探测器 调制电信号 解调电信号 基带电信号 基带电信号 图 3.2 光线信道的一般组成 3.2 通信系统中噪声相关内容
信道的噪声，通信设备的噪声，电源噪声，干扰统称为噪声。
信号在信道中传输，要受到信道特性及噪声的影响，致使信号接收造成某些差错。此时受到干扰及噪声影响的信号可称为受扰信号。加性干扰的噪声其来源可分为人为噪声、自然噪声和内部噪声三个方面。通常将宇宙噪声、散弹噪声和热噪声归为起伏噪声，它们的统计特性基本上是高斯分布[16]。 3.2.1 高斯白噪声
在研究通信系统时，为了分析方便，把噪声假想成一种理想化的形式，认为它通信的频段不受限于实际通信系统的频段，并包括电磁辐射全部可见频率，这种噪声称为白噪声。
高斯白噪声：如果一个噪声，它的幅度分布服从高斯分布，而它的功率谱密度又是均匀分布的，则称它为高斯白噪声。热噪声和散粒噪声是高斯白噪声。
由于高斯过程的普遍存在和高斯噪声过程在通信中的重要意义，我们归纳它们的统计特性的特点。高斯随机过程的一维统计特性只取决于均值和方差，二维统计特性主要取决于协方差或相关函数。高斯过程若广义平稳，则同时也严格平稳。窄带高斯噪声及
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其同相、正交分量均值皆为0，方差均等于窄带高斯噪声本身的方差，同相分量与正交分量不相关且统计独立。窄带噪声包络为瑞利分布，相位为均匀分布。载波信号加窄带噪声一般为赖斯分布，当信号幅度很大时，为高斯分布：幅度很小时，接近于瑞丽分布；信号包络与噪声包络相差不大时，为赖斯分布。
3.3 仿真系统设计一BFSK信号在三种传输信道中的传输性能分析
（1）BFSK信号
FSK信号：是Frequency-shift keying信号的缩写，数字频率调制又称频移键控（FSK），频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息，即用所传送的数字消息控制载波的频率。它是利用基带数字信号离散取值特点去键控载波频率以传递信息的一种数字调制技术。
BFSK是二进制频移键控，BFSK信号便是符号“1”对应于载频f1，而符号“0”对应于载频f2（与f1不同的另一载频）的已调波形，而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。
由于实际通信中不少信道都不能直接传输基带信号，因此，必须用基带信号对载波波形的某些参数进行控制，使载波的这些参量随基带信号变化而变化，即所谓载波调制。以正弦波作为载波的数字调制系统有调幅、调频和调相三种基本形式。
设信息源发出的由二进制符号0、1组成的序列，且假定0符号出现的概率为P，1符号出现的概率为1-P，它们彼此独立。BFSK信号是0符号对应于载频W1，而l符号对应于载频W2(与W2不同的另一载频)的已调波形，而且W1和W2的改变是瞬间完成的。根据以上BFSK信号的产生原理，已调信号的数学表示为:
e(t)??a0nng(t?nTS)cosw(1t??n)??ang(t?nTS)cosw(2t??n)n （3.2）
式中g(t)为单个矩形脉冲，脉宽为Ts ,an是an的反码，即
0概率为P1概率为P?{?{an1概率为1-Pan0概率为1-P
(2) 仿真模型设计思路
探讨BFSK信号在高斯白噪声信道、多径瑞利信道和多径伦琴信道中的传输性能。
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(3) 仿真模型设计分析及其组成结构
图3.3 BFSK信号在高斯白噪声信道中传输系统
图3.4 BFSK在多径瑞利信道中的传输系统
图3.5 BFSK在多径伦琴信道中的传输系统
这三个传输系统的信源都是随机整数产生器（在上图中的Random integer Generator)，在接收端解调后的信号通过误码率计算器(上图中的Error Rate Calculation)计算信号的误比特率。
利用加性高斯白噪声(AWGH Channel)信道模块，在输入信号中加入高斯白噪声。利
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用多径瑞利衰落（Multipath Rician fading Channel）信道模块，实现基带信号的多径瑞利信道仿真。它的输入信号是标量形式或帧格式的复信号，输入信号被延迟一定时间之后形成多径信号，这些多径信号分别乘以相应的增益，叠加之后就形成了瑞利衰落信号。利用伦琴衰落信道模块对基带信号的伦琴衰落信道进行仿真，它的输入信号是标量形式或帧格式的复信号。 （4）仿真模型运行结果及分析
图3.6 BFSK信噪比-误比特率关系曲线
上图中X轴表示信噪比(单位：dB)，Y轴表示信号对数坐标的误比特率。从图中可以看出，在三个信道中，BFSK调制信号的误比特率随着信噪比的增加而降低。第一条曲线瑞利信道，第二条是伦琴信道，第三条是高斯白噪声信道。
对于相同的信噪比，伦琴信道的误比特率明显优于多径瑞利衰落信道。当信号的信噪比低于6dB时，伦琴信道的误比特率甚至优于只存在加性高斯白噪声的信道。当信噪比等于156dB时，加性高斯白噪声信道的误比特率远远低于此时瑞利衰落信道的误比特率。这样，如果在瑞利衰落信道中获得与高斯白噪声信道相同的传输效果，就需要增加信号的信噪比。在移动通信中，瑞利衰落是不可以避免的，因此需要采取其它措施来提高通信系统的性能。 (5) matlab文件程序代码
x=O：15； y=x；
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FrequencySeparation=24000；
BitRate=10000； SimulationTime=l0； SamplesPerSymbol=2；
Velocity=40； LightSpeed=3*10^8; Frequency=825*l0^6;
WaveLength=highzSpeed／Frequency; Fd=Velocity*10^3／3600／WaveLength;
ProjectImain ; hold on; for i=length(x);
SNR=x(i); sim(‘projectl’); y(i)=mean(BitErrorRate);
End;
semilogy(x，y);
3.4 本章小结
本章主要研究的是通信系统的信道和噪声模块。首先，介绍了通信系统的信道和噪声的基本内容；其次，介绍了几种常见的信道和噪声。最后设计了具体的仿真模型，并给出了仿真分析。
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