第3章信道和噪声ppt课件.ppt

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1、3信道1狭义信道：传输媒质广义信道：传输媒质+通信系统的变换装置信道：以传输媒质为基础的信号通道有线信道------电线、光纤等狭义信道按照传输媒质的特性可分为：无线信道------电磁波（含光波）13信道2广义信道:通信系统的变换装置包括发送设备、接收设备、调制器、解调器等。按照它包括的功能，可以分为调制信道、编码信道等。编码器调制器发转换器传输媒质解调器解码器收转换器调制信道编码信道编码信道包括调制信道、调制器和解调器，是一种数字信道或离散信道。调制信道是为研究调制与解调问题所建立的一种广义信道，是模拟信道。23信道3有线信道，如电缆、光

2、纤等无线信道，如中短波、微波信道等狭义信道信道恒参信道随参信道广义信道调制信道编码信道有记忆信道无记忆信道33.1无线电信道13.1无线信道无线信道电磁波的频率－受天线尺寸限制对流层：地面上0~10km地球大气层的结构地面对流层平流层电离层10km60km0km平流层：约10～60km电离层：约60～400km43.1无线电信道2电离层对于传播的影响反射散射(由于传播媒体的不均匀，电磁波的传播向许多方向折射）大气层对于传播的影响散射吸收53.1无线电信道3电磁波的分类：地波频率<2MHz有绕射能力距离：数百或数千km天波频率：2~30MHz特

3、点：被电离层反射一次反射距离：<4000km传播路径地面图3-1地波传播地面信号传播路径图3-2天波传播63.1无线电信道4ddh接收天线发射天线传播途径D地面rr图3-3视线传播图3-4无线电中继视线传播：频率>30MHz距离:和天线高度有关增大视线传播距离的其他途径中继通信：卫星通信：静止卫星、移动卫星平流层通信：(3.1-3)式中，D–收发天线间距离(km)m[例]若要求D=50km，则由上式73.2有线信道1一、有线电信道明线2.对称电缆同一保护套内有多对相互绝缘双导线。传输损耗大，传输特性稳定，价格便宜、安装容易。图3-9双绞线导体

4、绝缘层平行且相互绝缘的架空裸线线路。传输损耗低，但易受气候影响，对外界噪声干扰敏感83.2有线信道23.同轴电缆同轴的两个导体构成，内、外导体之间填充介质。对外界干扰具有较好的屏蔽作用，所以同轴电缆抗电磁干扰性能较好。在有线电视网络中大量采用这种结构的同轴电缆。导体金属编织网保护层实心介质图3-10同轴线93.2有线信道3二、光纤信道以光导纤维（简称光纤）为传输媒质；光波为载波折射率n1n2折射率n1n27～10125折射率n1n2单模阶跃折射率光纤图3-11光纤结构示意图(a)(b)(c)结构纤芯包层按折射率分类阶跃型梯度型按模式分类多模光

5、纤单模光纤3.2有线信道4特点:损耗低、频带宽、线径细、重量轻、可弯曲半径小、不易腐蚀、节省有色金属以及不受电磁干扰组成:光源、光调制器、光纤线路、中继器等光纤线路中可设中继器，放大光信号以补偿光纤的传输损耗，延长传输距离。113.3信道的数学模型1一、调制信道模型调制信道是为研究调制与解调问题所建立的一种广义信道，是模拟信道，它具有如下共性：绝大多数的信道都是线性的，即满足线性叠加原理；信号通过信道具有固定的或时变的延迟时间；信号通过信道会受到固定的或时变的损耗；即使没有信号输入，在信道的输出端仍可能有输出（噪声）。123.3信道的数学模型

6、2ei(t)—输入的已调信号eo(t)—信道输出信号n(t)—加性干扰f[ei(t)]—已调信号通过网络发生的(时变)线性变换已调信号ei(t)和加性干扰n(t)无依赖关系若f[ei(t)]=k(t)ei(t),其中k(t)依赖于网络特性，对于ei(t)来说是乘性干扰，则输出为f[ei(t)]eO(t)ei(t)n(t)图3-13调制信道数学模型133.3信道的数学模型3乘性干扰k(t)包括各种线性畸变、非线性畸变因k(t)随t变，故信道称为时变信道。因k(t)与ei(t)相乘，故称其为乘性干扰。因k(t)作随机变化，故又称信道为随参信道。若

7、k(t)变化很慢或很小，则称信道为恒参信道。乘性干扰特点：当没有信号时，没有乘性干扰。143.3信道的数学模型4二、编码信道模型编码信道是一种数字信道或离散信道。由于信道噪声或其他因素的影响，将导致输出数字序列发生错误，因此输入、输出数字序列之间的关系可以用一组转移概率来表征。对于二进制编码信道：153.3信道的数学模型5对于二进制无记忆编码信道：输出的总的错误概率：163.4信道特性对信号传输的影响1恒参信道的传输特性可以等效为一个非时变线性网络恒参信道的影响恒参信道举例：各种有线信道、卫星信道…传输特性幅频特性相频特性群迟延-频率特性发送

8、端线性网络接收端恒参信道非时变线性网络信号通过线性系统的分析方法。173.4信道特性对信号传输的影响2线性系统中无失真条件：(a)插入损耗～频率特性相位～频率特