通讯原理_chapt3new

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1、第三章信道与噪声信道定义广义信道狭义信道信道数学模型调制信道模型编码信道模型恒参信道及其传输特性随参信道及其传输特性信道的加性噪声信道容量2013/2/26Tuesday13.1引言信道通信系统必不可少的组成部分,是连接发送端和接收端的通信设备,并将信号从发送端传送到接收端在信道传输信号的过程中噪声是不可避免的——即信道允许信号通过的同时,又给信号以限制和损害信道和信道噪声的研究乃是研究通信问题的基础2013/2/26Tuesday23.2信道定义信道——信号传输的通道狭义信道

2、、广义信道狭义信道仅指信号的传输媒质广义信道不仅是传输媒质，而且包括通信系统中的一些转换装置2013/2/26Tuesday33.2信道定义狭义信道按照传输媒质的特性分为两类有线信道明线、对称电缆、同轴电缆及光纤等无线信道地波传播、天波传播（短波电离层反射）、超短波或微波视距中继、人造卫星中继、散射及移动无线电信道等2013/2/26Tuesday43.2信道定义广义信道除包括传输媒质外，还包括通信系统有关的变换装置，这些装置可以是发送设备、接收设备、馈线与天线、调制器、解调器等相当于在狭

3、义信道的基础上，扩大了信道的范围广义信道按照功能可分为两类调制信道编码信道2013/2/26Tuesday53.2信道定义输输发收入编调媒解译出转转码制调码换换器器质器器器器调制信道编码信道信道的组成2013/2/26Tuesday63.3信道的数学模型建立信道的数学模型的目的是为了描述实际物理信道的特性，有助于对通信系统的分析和设计信道的数学模型反映了信道输入和输出之间的关系调制信道数学模型编码信道数学模型2013/2/26Tuesday73.3信道的数学模型调制信道模型调制信道所关注的

4、是调制信号通过信道传输后的波形和频谱的变化情况调制信道具有如下共性有一对（或多对）输入端和输出端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，信道的输出端仍有的噪声输出2013/2/26Tuesday83.3信道的数学模型调制信道模型——对于单“端对”信道时变线性ei(t)eo(t)网络eo(t)=f[ei(t)]+n(t)ei(t)——输入的已调信号eo(t)——信道输出信号n(t)——信道加性噪声，

5、它与ei(t)相互独立f[ei(t)]——表示信道对输入信号的影响2013/2/26Tuesday93.3信道的数学模型一般情况下，设f[ei(t)]=k(t)ei(t)即信道输入和输出之间的关系可表示为eo(t)=k(t)ei(t)+n(t)k(t)表示时变线性网络的特性,称为乘性干扰k(t)是一个复杂的函数，反映信道的衰减、线性失真、非线性失真、延迟等当信道对信号的影响随时间随机变化时，k(t)可用随机过程表示特例k(t)=常数称为恒参信道例如，同轴电缆k(t)常数，称为随参信道例如，移

6、动蜂窝网通信信道2013/2/26Tuesday103.3信道的数学模型编码信道模型编码信道包括调制信道、调制器和解调器，它与调制信道模型有明显的不同，是一种数字信道或离散信道编码信道输入和输出都是离散的时间信号，对信号的影响则是使传输的数字序列发生变化，即序列中的数字发生错误编码信道的特性可以用一组转移概率来表征无记忆编码信道——信道噪声或其他因素影响导致输出数字序列发生错误是统计独立的二进制无记忆编码信道多进制无记忆编码信道2013/2/26Tuesday113.3信道的数学模型P(0/

7、0)P(0)00P(1/0)发送端x接收端yP(0/1)P(1)11P(1/1)二进制编码信道模型2013/2/26Tuesday123.3信道的数学模型发送端x接收端y四进制无记忆编码信道模型2013/2/26Tuesday133.4恒参信道举例恒参信道——信道特性不随时间变化或变化很缓慢（信道的特性主要由传输媒质所决定）常见的恒参信道有线电信道如由架空明线、对称电缆,同轴电缆光纤信道无线电视距中继人造卫星中继下面简要介绍几种有代表性的恒参信道2013/2/26Tuesday14明线对

8、称电缆3.4.1有线电信道同轴电缆塑料外皮双绞线（5对）对称电缆结构图架空明线示意图同轴电缆截面示意图2013/2/26Tuesday153.4.1有线电信道信道类型通话容量（路）频率范围(kHz)传输距离(km)明线1+30.3～27300明线1+3+120.3～150120对称电缆2412～10835对称电缆6012～25212～18小同轴电缆30060～13008小同轴电缆96060～41004中同轴电缆1800300