通信原理-ch4-信道new

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1、通信原理第四章信道严谨严格求实求是第四章信道本章结构
§4.2信道的定义、分类及数学模型
§4.3恒参信道的概念和实例
§4.4随参信道的概念和实例
§4.5信道中的噪声种类
§4.6信道容量严谨严格求实求是第四章信道§4.2信道的定义、分类及数学模型
§4.2.1信道的定义和分类
狭义的“信道”概念：传输信号的物理媒质（如光纤、双绞线等）
广义的“信道”概念：在传输信号过程中，所使用的设备和资源的总称。它们是信号的“必经之路”。严谨严格求实求是第四章信道广义信道的范围发物收编调解解转理转码制调码换媒换器器器器器

2、质器调制信道编码信道划分广义信道的目的是为了使科研细化，“各司其职”严谨严格求实求是第四章信道拓展知识：数字通信中的信道分类
很多现代通信系统中，常把信道分成2大类：物理信道
就是传输信号的物理媒质逻辑信道
一系列完成一项共同功能的数据的组合
一条物理信道可能对应多条逻辑信道在学习第10章“复用”后大家就容易理解了严谨严格求实求是第四章信道§4.2.2信道的数学模型
1、调制（连续）信道模型用2对端网络，或多对端网络来分析模拟信道时变时变线性线性网络网络2对端网络（（如串行点对点通信（如串行点对点通信）多对端网

3、络（（如并行通信（如并行通信、、多播通信、多播通信）严谨严格求实求是第四章信道2、无失真传输的数学模型
“无失真传输”和“失真”的定义在不考虑噪声的情况下，如果信号在传输中只是幅度上的等比例衰减和时间上的同步延迟，则可看作无失真传输“失真”的特点是信号畸变（其本质是产生了新的频率成分，或频率分布发生改变）无失真失真经信道传输tt严谨严格求实求是第四章信道无失真传输的转移函数H(ω)根据无失真的定义,无失真传输的f(t)和f(t)应满足oif(t)=Kf(t−t)oid其中K为衰减或放大的比例因子;t是整体延时d对

4、等式两边同时取付立叶变换−jωtdF(ω)=KF(ω)eoiF(ω)jtHoKe−ωd又根据转移函数定义(ω)==F(ω)i严谨严格求实求是第四章信道3、编码（离散）信道模型
通常使用“转移概率”来描述，画成图形：P{0/0}00P{1/0}P{0/1}11P{1/1}严谨严格求实求是第四章信道[例4.1]已知某数字信道模型如下，求误码率（设信源发送0/1等概率）0.9解：设总共发送了x个码元，则00x0.1发送０的个数为；0.2２x发送１的个数为２110.8xx发送０时的误码个数为×０.1；发送１时的误码个数×０.

5、2２２xx×０.1+×０.2２２∴P==0.15ex严谨严格求实求是第四章信道§4.3恒参信道的概念和实例
恒参信道的概念参数（即转移函数）基本不随时间变化
常见的恒参信道架空明线（已经基本淘汰）对称电缆（如电话线、网线等）同轴电缆（如有线电视电缆）光纤信道严谨严格求实求是第四章信道§4.4随参信道的概念和实例
随参信道的概念参数（即转移函数）随时间变化而变化
常见的随参信道电离层、对流层反射通信移动通信严谨严格求实求是第四章信道§4.5信道中的噪声种类人为噪声加性噪声自然噪声最常见：宇宙噪声统称为起

6、伏噪声噪声内部噪声最常见：热噪声散弹噪声（通常看乘性噪声作高斯白噪声）（多由信道的多径效应引起，《移动通信》中所以，，在后面很多分析时，在后面很多分析时，有详细分析）噪声都认为是高斯白噪声严谨严格求实求是第四章信道§4.6信道容量（重点章节）
离散信道的容量涉及信息论的知识，而实际通信系统中的信道大部分属于连续信道，所以我们重点学习连续信道的容量S香农公式C=Blog(1+)(bit/s)2NS其中B：信道带宽：信号和噪声的功率比NC：信道容量，其物理意义是，在信道带宽为B，信噪比为S/N时，该信道的最大传输速率严谨

7、严格求实求是第四章信道香农公式的另一种形式
由于实际中的噪声大多可看成高斯白噪声，所以噪声功率可用带宽和白噪声的功率谱n来表示，即0N=nB0S则香农公式C=Blog(1+)(bit/s)2nB0香农公式的三个要素：B、n、S0严谨严格求实求是第四章信道信道容量与3要素的关系（由香农公式得出的推论）SC=Blog(1+)(bit/s)2nB0(1)提高S/N,可以提高信道容量C(2)增加带宽B可以一定限度地提高C,但不能无限提高C(3)C不变时,B与S/N可以互换(CDMA移动通信系统就是以提高带宽B换取低S/N的典

8、型例子)严谨严格求实求是第四章信道[例4.1](教材的例题4.1.1)1解：Q每个像素由10个可能的电平，而且等概率（即P=）101∴像素所含的平均信息量为−log≈3.32(bit/像素)210帧5像素bit∴每秒所传的信息量R=30×3×10×3.32b秒帧像素6≈29.9×10(bit/秒)根据信道容量的概念，信道容量是Rb的最大值，所以