《信道与噪声》PPT课件

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1、第四章信道与噪声主要内容1信道的定义与分类2信道的数学模型3信道举例4信道特性及其对信号传输的影响5信道的加性噪声6信道容量21信道的定义与分类信道的定义与分类定义：信号的通道分类：可分为狭义信道和广义信道狭义信道：仅指传输媒质。可分为有线信道和无线信道两类。有线信道包括架空明线、对称电缆、同轴电缆以及光导纤维；无线信道包括地波传播、短波电离层反射、超短波、微波无线电视距传输、卫星中继以及各种散射信道。广义信道：除了传输媒质外，还包括有关的转换设备，如发送设备、接收设备、馈线与天线、调制器、解调

2、器等等。这种范围扩大了的信道称为广义信道。按照广义信道包含的功能，它可分为调制信道和编码信道两类。如图所示。31信道的定义与分类（续）调制信道与编码信道调制器中含发滤波器，解调器中含收滤波器收、发转换器：放大，频率变换等功能图调制信道与编码信道4信道的定义与分类（续）调制信道与编码信道调制信道：调制信道是从研究调制与解调角度定义的，其范围从调制器的输出至解调器的输入端。调制信道传输已调信号，关心的是信号的失真情况及噪声对信号的影响，其中已调信号的瞬时值是连续变化的。因此，调制信道可看成为模拟信道

3、编码信道：编码信道是从研究编码和解码的角度定义的，其范围从编码器输出端到解码器输入端。编码信道输入、输出都是数字信号，关心的是误码率而不是信号失真情况，但误码是由调制信道造成的。因此，编码信道可看成为数字信道52信道的数学模型调制信道数学模型调制信道的共性一对（或多对）输入端和一对（或多对）输出端；绝大多数的信道都是线性的，即满足叠加原理；信号通过信道具有一定的迟延，而且还会受到（固定的或时变的）损耗；即使无信号输入，在信道输出端仍有一定功率输出（噪声）。调制信道模型（以二对端的信道模型为例）其

4、中，是输入的已调信号；是信道总的输出；是加性噪声（或称加性干扰）；是线性失真，时变损耗等ei（t）f[.]eo(t)=f[ei(t)]+n(t)n(t)图二对端调制信道模型62信道的数学模型（续）二对端（单输入单输出）调制信道模型输出与输入的关系为信道对信号的影响可归结到两点：一是乘性干扰k(t)二是加性干扰n(t)根据乘性干扰特性，可把调制信道分为两类：一类是恒参信道，即随时间缓变或不变；另一类是随参信道，即随机快变化可写为72信道的数学模型（续）信道数学模型编码信道的特性编码信道对信号的影响

5、则是一种数字序列的变换，也就是说把一种数字序列变成另一种数字序列编码信道模型用数字转移概率来描述由于编码信道包含调制信道，故它要受调制信道的影响编码信道可分成有记忆和无记忆两类（根据输出码元的差错发生是否相互独立确定）。82信道的数学模型（续）编码信道数学模型（以二进制编码信道为例）无记忆的含义：解调器每个输出码元的差错发生是相互独立的。P（0／0）、P（l／0）、P（0／1）及P（1／1）称为信道转移概率。P（0／0）与P（1／1）是正确转移的概率；P（l／0）、P（0／1）是错误转移概率；P

6、（0／0）=l—P（1／0）P（1／1）=l—P（0／1）p(0/0)p(0/1)p(1/0)p(1/1)0101xy0101xye-1e-1ee图二进制无记忆信道二进制无记忆对称信道93信道举例明线最早发展和使用的传输介质。它是由电线杆支持，架设在地面的平行而相互绝缘裸线线路，其导线采用钢、铝或铜线，线径为3-4mm。明线易受气候影响和外界电磁扰的影响，通信质量不稳定，且衰耗大，容量小。它的优点是敷设技术简单、价格便宜。103信道举例（续）双绞线双绞线由绞合在一起的一对导线组成，具有较强的抗干

7、扰能力。双绞线的主要缺点是不适于远距离传输。双绞线分为两类：屏蔽双绞线（STP）和无屏蔽双绞线（UTP）。许多对位于同一保护套内相互绝缘的双绞线可以构成对称电缆。对称电缆的传输损耗比明线大得多，但其传输特性比较稳定。113信道举例（续）双绞线123信道举例（续）同轴电缆同轴电缆共有四层。它的内部共有两层导体排列在同一轴上，所以称为“同轴”。外导体是一个圆柱形的空管（在可弯曲的同轴电缆中，它可以由金属丝编织而成），内导体是金属线（芯线）。它们之间填充着介质。几根同轴线管往往套在一个大的保护套内，另

8、外还装入一些二芯扭绞线对或四芯线组，作为传输控制信号之用。133信道举例（续）同轴电缆143信道举例（续）同轴电缆的分类根据内导体外径和外导体内径尺寸的不同，同轴电缆分为：中同轴（2.6／9.5mm）小同轴（1.2／4.4mm）微同轴（0.7／2.9mm）编码按用途而分，同轴电缆分为基带与宽带常见的同轴电缆线有以下几种：中RG－58A/u（50Ω细缆）RG－11（50Ω粗缆）RG－59u（75Ω电视电缆）RG－62u（93Ω）153信道举例（续）光纤的结构60年代，发明激光器,1966年高锟博士