《通信原理信道》PPT课件

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1、第四章信道主要研究内容信道的基本概念有线信道与无线信道信道的数学模型信道特性对信号传输的影响信道中的噪声信道容量的概念4.0信道的基本概念信道是通信系统必不可少的组成部分，信道特性的好坏直接影响通信系统的总特性。1.信道的定义：以传输媒介为基础的信号通路。由有线或/和无线电线路提供的信号通路。指定的一段频带，它让信号通过，同时又给信号以限制和损害。4.0信道的基本概念2.信道的分类狭义信道：仅指传输媒介，它包括有线信道和无线信道。广义信道：不但包括传输媒介，还可能包括有关的器件(馈线、天线、调制/解调器、编码/译码器)。通常分成:调制信道

2、和编码信道。4.0信道的基本概念广义信道关心的是变化的最终结果而不是物理过程调制信道编码信道调制器发转换器媒质收转换器解调器编码器输出译码器输出狭义信道4.1无线信道无线信道中信号的传输是利用电磁波在空间的传播来实现的。其中电磁波的频率受天线尺寸限制。地面对流层平流层电离层10km60km0km4.1无线信道大气对传播中的电磁波的影响：反射，散射，吸收和衰减4.1无线信道不同频率的电磁波具有不同的传输能力和特性，导致不同的传波方式：地波：频率<2MHz；有绕射能力；数百或数千千米传播路径地面地波传播4.1无线信道天波：频率：2~30MHz

3、（低频的被吸收掉）；被电离层反射；一次反射距离：<4000km；寂静区。地面信号传播路径天波传播4.1无线信道视线传播：频率>30MHz；传播的距离和天线高度有关。ddh接收天线发射天线传播途径D地面rr视线传播增加视线传输距离的途径：中继通信无线电中继卫星通信平流层通信无线电中继4.1无线信道散射传播：电离层散射机理－由电离层不均匀性引起频率－30~60MHz距离－1000km以上对流层散射机理－由对流层不均匀性（湍流）引起频率－100~4000MHz最大距离<600km流星余迹散射对流层散射通信地球有效散射区域4.1无线信道4.2有线

4、信道明线：传输损耗低；易受天气和气候的影响；对外界噪声干扰明显。4.2有线信道对称电缆：传输损耗比明线大得多，但传输特性比较稳定。对称电缆（双绞线)导体绝缘层4.2有线信道同轴电缆导体金属编织网保护层实心介质同轴电缆4.2有线信道光纤：能传输光能的波导介质。损耗低、频带宽、线径细、重量轻、可弯曲半径小、不怕腐蚀、节省有色金属以及不受电磁干扰等优点。有单模和多模之分（模式就是指路径）光缆(opticalfibercable)主要是由光导纤维(细如头发的玻璃丝)和塑料保护套管及塑料外皮构成,光缆内没有金,银,铜铝等金属,一般无回收价值。4.3

5、信道的数学模型1调制信道模型定义：传输已调信号的信道。研究的问题：信道输出信号与输入信号之间的关系。通过对调制信道进行大量的分析研究，发现它们有如下共性:调制信道模型有一对(或多对)输入端，一对（或多对）输出端;绝大部分信道是线性的；信号通过信道需要一定的迟延时间；信道对信号有损耗(固定损耗或时变损耗)；即使没有信号输入，在信道的输出端仍可能有一定的功率输出(噪声)。调制信道模型对于二进制信道：K(t)+n(t)e0(t)ei(t)调制信道模型结论：信道对信号的影响可归纳为两点：一是乘性干扰k(t)（依赖于网络的特性，只能用随机过程来表示

6、），二是加性干扰n(t)。不同特性的信道，仅反映信道模型有不同的k(t)及n(t)。根据信道中k(t)的特性不同，可以将信道分为：＊恒参信道:k(t)~t不变或慢变；＊变参信道（随参信道）:k(t)~t随机快变。编码信道模型构成：从编码器输出端到译码器输入端的所有转换器及传输媒质，等效一个完成数字序列变换的方框。特点：输入和输出都是数字序列研究的问题：是否出现差错，出现的概率模型：可用数字信号的转移概率来描述P(0/0)P(1/0)P(1/1)P(0/1)编码信道模型转移概率：决定于编码信道的特性；对编码信道做大量的统计分析得到。正确转移

7、概率：P(0/0)、P(1/1)错误转移概率：P(1/0)、P(0/1)有记忆编码信道和无记忆编码信道多进制编码信道模型4.4信道特性对信号传输的影响1.恒参信号特性及其对信号传输的影响特征：k(t)~t不变或慢变。对信号传输的影响是固定不变的或者是变化极为缓慢。举例：各种有线信道，超短波及视距波传输，卫星信道等。模型：线性时不变网络网络的传输特性：1.恒参信号特性及其对信号传输的影响（1）信号不失真传输条件：OK

8、H(w)

9、wOj(w)wwtdOtdt(w)wa幅频特性b相频特性c群迟延特性1.恒参信号特性及其对信号传输的影响（2）幅度

10、－频率畸变产生的影响：模拟信号—波形失真数字信号—码间串扰解决方法：改善信道中的滤波性能，使幅频特性平坦；均衡器进行线性补偿1.恒参信号特性及其对信号传输的影响（3）相位－频率畸变产生的影响：