《信道与噪声》PPT课件(I)

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1、任课老师温洪明普通高等教育“十五”国家级规划教材国防工业出版社现代通信系统原理14.1信道的定义、分类及模型4.2恒参信道及其对信号传输的影响4.3随参信道及其对信号传输的影响4.4信道的加性噪声4.5信道容量4.1信道的定义、分类及模型第4章信道与噪声10/3/20212一、信道的定义狭义信道：仅指信号的传输媒介。广义信道：除包含传输媒介外，还包括有关的变换装置。在讨论通信的一般原理时通常采用广义信道，为叙述方便，常把广义信道简称为信道。10/3/20213二、信道的分类从定义可看出，信道大致分成两大类：狭义信道和广义信道。狭义

2、信道按具体媒介不同分为：有线信道：同轴电缆、明线、光缆等，传输效率较高；无线信道：短波、卫星中继等，传输效率较低，安全性较差。广义信道按包含的功能不同分为调制信道和编码信道。10/3/20214调制信道编码信道狭义调制器发转换器媒质收转换器解调器编码器解码器为了便于研究，不管信道过程做了什么变换，也不管用什么传输媒质，我们只关心通过信道后的结果，即只关心输出信号与输入信号的关系。数学模型返回10/3/20215总结特性三、信道的数学模型研究复杂问题的一般流程：大量考察数学模型10/3/20216调制信道的主要特性：有一对（或多对）

3、的输入端和一对（或多对）的输出端；绝大多数是线性的；信号通过信道需要一定的迟延时间，且会受到一定的损耗（固定或时变的）；即使没有信号输入，在信道的输出端仍有一定功率输出。1.调制信道模型因此，可用一个二对端（或多对端）的时变线性网络来替代调制信道。10/3/20217时变线性网络ei(t)eo(t)…时变线性网络ei1(t)eo1(t)ei2(t)eo2(t)…ein(t)eom(t)10/3/20218对于二对端网络的信道模型可表示为：eo(t)=f[ei(t)]+n(ｔ)假定f[ei(t)]＝ｋ(ｔ)ｅｉ(ｔ)则eo(t)=ｋ

4、(ｔ)ei(t)+n(ｔ)ｎ(ｔ)：加性噪声，独立于ｅｉ(ｔ)ｋ(ｔ)：乘性干扰，依赖于网络的特性，是由于信道传输特性不理想造成的，它随着输入信号的消失而消失。10/3/20219在研究信道时，根据k(t)的不同情况可把调制信道分成两大类：恒参信道：ｋ(t)基本不随时间变化，即信道对信号的影响是固定的或变化极为缓慢的。随参信道（变参信道）：ｋ(t)随时间随机快变化的信道。一般情况下，有线信道为恒参信道，无线信道为随参信道。10/3/202110２.编码信道模型编码信道对信号的影响是一种数字序列的变换（即编码），可看成数字信道。编码

5、信道模型可以用数字的转换概率来描述。二进制编码信道模型０P(0/0)P(1/0)P(0/1)P(1/1)０11p(0/0)，p(1/0)，p(0/1)，p(1/1)为信道转换概率，由编码信道的特性所决定。P(0/0)+P(1/0)=1P(1/1)+P(0/1)=1图10/3/2021114.1信道的定义、分类及模型4.2恒参信道及其对传输信号的影响4.3随参信道及其对传输信号的影响4.4信道的加性噪声4.5信道容量第4章信道与噪声10/3/202112一、恒参信道举例有线电信道光纤信道无线电视距中继卫星中继信道10/3/20211

6、31.有线电信道①架空明线优点：传输损耗低（与电缆相比）缺点：易受气候影响，通信质量不稳定，频带窄传输信号类型：模拟信号主要应用：电话系统（业务量较小的次要传输线路）10/3/202114②对称电缆分类：三类线、五类线、六类线优点：频带较明线宽，多线对采用双扭线，减少了线对间的串扰缺点：容易受到外部高频电磁波干扰，且线路本身会产生一定噪声，误码率较高传输信号类型：数字信号与模拟信号均可主要应用：局域网、电话系统10/3/202115③同轴电缆优点：具有良好的传输特性和屏蔽特性，带宽高传输信号类型：数字信号与模拟信号均可主要应用：有

7、线电视系统、局域网种类：基带同轴电缆（50欧，数字）、宽带同轴电缆（75欧，模拟）10/3/2021162.光纤信道①传输信号：光信号，用光脉冲的有无来代表二进制数字。②传输原理：全反射。③种类：多模：纤芯直径为50或62.5µm，可以存在多条入射角不同的光线。单模：纤芯直径为8~10µm（一个光波的波长），光线不出现反射，直接向前传输。10/3/202117④优点：频带宽；抗雷击和电磁干扰；保密性强；传输损耗小；重量轻。⑤缺点：太细，精确连接两根光纤比较困难10/3/2021183.无线电视距中继工作在超短波（30~300M，米

8、波）和微波（300M~3G，分米波）波段。电磁波基本沿视线传播，通信距离依靠中继方式延伸。终端站中继中继终端站例如：移动通信网，电力230M专网10/3/2021194.卫星中继信道无线电中继信道的一种特殊形式。同步卫星，距地面35860公里缺点：