随机过程在通信中的应用概述.doc

随机过程(论文)题目:通信中的随机过程姓名学院计算机与通信工程学院专业信息与通信工程班级研一学号指导教师目录随机过程在通信中的应用概述 1摘要 1一、随机过程与通信系统 1二、通信中如何应用随机过程 2三、随机过程各概念在通信中的具体定义 3随机过程的数学期望 3随机过程的均方值 3随机过程的方差 3平稳随机过程 4四、随机过程在通信中的具体应用 4马尔可夫过程的应用 4马尔可夫应用概述 4一种新的马尔可夫模型应用举例 6马尔科夫链在分析频谱占用情况时的应用 6排队论在通信网中的运用 8随机过程在信道建模中的应用 9五、随机过程学****心得体会 12参考文献 13随机过程在通信中的应用概述摘要本文主要通过自己的调研,结合本学期所学的课程《随机过程》总结出一些随机过程在通信中的具体应用。随着科学的发展,随机过程与通信系统的关系越来越紧密,并且应用场合越来越多,如何在通信系统中正确应用随机过程的知识也越来越重要,随机过程中的一些概念在通信系统中应用中都具有一定的物理意义,掌握其物理意义对于更好地理解随机过程有很大的帮助作用。接着结合自己的研究方向,进一步列举了一些随机过程在通信系统中的具体应用。关键词:随机过程通信系统应用一、随机过程与通信系统随着科学的发展,数学在我们日常的通信体系中有着越来越重的地位,因为在科学研究中,只有借助于数学才能精确地描述一个现象的不同量之间的关系,从最简单的加减乘除,到复杂的建模思想等等。其中,随机过程作为数学的一个重要分支,更是在整个通信过程中发挥着不可小觑的作用。通信就是互通信息。从这个意义上说,通信在远古时代就已经存在。人之间的对话是通信,用手势表达情绪也可以算通信。以后用烽火传递战事情报是通信,快马与驿站传送文件也是通信。但是现在的通信一般指的是电信,国际上称为远程通信(munication),即通过电信号或者光信号传送信息从信息论的角度来说,通信的过程就是不确定度减小的过程。而不确定性就是过程的随机性,所以从这个角度来说通信过程的研究可以归结到对于随机过程特性的研究过程众所周知,通信系统中用于表示信息的信号不可能是单一的、确定的,而是具有不确定性和随机性,这种具有随机性的信号就是随机信号。如何全面的对随机信号进行系统和理论的分析是现在通信的关键,也是今后通信业能否取得巨大进步的关键。过去对随机现象的研究只是用一两个随机变量来描述,然而现在在工程技术中必须研究动态系统中的随机现象,这需要研究随时间变化的无穷不可数的一族随机变量,即随机过程。通信系统中存在各种干扰和噪声这些干扰和噪声的波形更是随机的、不可预测的,我们称之为随机干扰和随机噪声。当然,尽管随机信号和随机噪声是不可预测的、随机的,但它们还是具有一定的统计规律性。研究随机信号和随机噪声统计规律性恶数学工具是随机过程理论,随机过程是随机信号和随机噪声的数学模型。随机过程是与时间有关的随机变量,在确定的时刻它是随机变量。随机过程的具体取值称作其实现(样函数),是时间函数,所有实现构成的集合称作随机过程的样函数空间(Ω),所有样函数及其统计特性即构成了随机过程,以大写字母X(t),Y(t)等表示随机过程,以对应的小写字母x(t),y(t)等表示随机过程的样本函数。在实际的通信过程中,不仅我们用到的信号与噪声是随机信号,而且当我们为无线信道进行数学建模时也必须用到随机过程。所以说只有学好随机过程这一学科,才能为将来从事无线事业打下基础,才能在实际的研究以及工作中,将具体知识应用到实际中,从而获得一定的成果甚至有所创新。二、通信中如何应用随机过程在通信系统中,编码过程分为信源编码和信道编码两种,信源编码是为了压缩信息之间的相关性,最大限度提高传信率,目的在于提高通信效率;而信道编码则相反,通过引入相关性,使信息具有一定的纠错和检错的能力从而提高传输信息的可靠性。对于信源编码,实现降低相关性有两种途径,一种是信源概率分布均匀化,另一种是信源独立化。从概率论和随机过程的角度来说,概率分布均匀化就是每个事件发生的概率大致相同,这样就会使每个信源携带的信息量基本相同,那么不确定性就达到最大,即传输过程中产生的信息量就最大;类似的信源独立化是通过对信源进行扩展达到的,通过信源的高次扩展,是扩展信源中每个符号出现的概率大致相同,这样也实现信息量最大化。对于信道编码,由于信道中存在随机噪声,或者随机干扰,使得经过信道传输后所接收到的码元与发送码元之间存在差异,这种差异就是传输产生的差错。一般,信道噪声,干扰越大,码元产生差错的概率也就越大。所以信道编码的任务就是构造出以最小冗余度代价换取最大抗干扰性能的码字组合。从信道编码的构造方法看,其基本思路是根据一定的规律在待发送的信息码中加入一些人为多余的码字。这些码字的引入时信息之间具有相关性,虽然降低了信息所能携带的信