《信道及噪声模型》PPT课件

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1、狭义信道：信号的传输媒质2.5信道及噪声模型2.5.1概念（1）信道广义信道按包含的功能，可划分为调制信道与编码信道，如图所示信道（信号通道）广义信道：媒质及有关变换装置（发送、接收设备，天线、馈线，调制解调器，等）有线信道无线信道2009Copyright1中国矿业大学通信研究所调制信道和编码信道广义信道定义原因：只关心变换的最终结果，而无需关心详细的物理过程。调制信道：指图中调制器输出端到解调器输入端的部分，又称模拟信道。研究调制和解调时，常用调制信道。编码信道：指图中编码器输出端到译码器输入端的部分，有时又称数字信道。噪声2009Copyright2中国矿业大学通信研究所(2)信道数

2、学模型调制信道模型调制信道具有如下共性：1）输入端与输出端是一一对应的；2）绝大多数的信道都是线性的，即满足叠加定理；3）信号通过信道具有一定的延迟时间，而且还会受到(固定或时变的)损耗；4）即使没有信号输入，在信道输出端仍有一定的功率输出。噪声2009Copyright3中国矿业大学通信研究所因此，可用一个二对端(或多对端)时变线性网络来表示调制信道，如图。则二对端数学模型可以写为其中，n(t)为独立存在的加性噪声（或加性干扰）；k(t)依赖于网络的特性，反映网络特性对的作用。k(t)的存在，对来说是一种干扰，通常称为乘性干扰。时不变系统：系统内的参数不随时间变化的系统，即恒参系统；时变

3、系统：系统内的参数随时间变化的系统，也称变参(随参)系统。2009Copyright4中国矿业大学通信研究所(a)二对端调制信道模型2009Copyright5中国矿业大学通信研究所(b)多对端调制信道模型2009Copyright6中国矿业大学通信研究所在分析乘性干扰k(t)，可以把信道粗略分为两大类：恒参信道：指k(t)可看成不随时间变化或相对于信道上传输信号的变化较为缓慢的调制信道（常可等效为一个线性时不变网络来分析）。随参信道：是非恒参信道的统称，或者说，k(t)是随机变化的调制信道。2009Copyright7中国矿业大学通信研究所编码信道模型当编码信道把编码器输出的数字信号传输

4、到解码器的输入端时，由于噪声的存在以及信道带宽的有限，在传输过程中不可避免会出现差错。则编码信道模型可用数字的转移概率来描述。数字的转移概率表示信道输入端数字信号序列到输出端发生的转移程度。编码信道对信号传输的影响是将一种数字序列变成另一种数字序列。2009Copyright8中国矿业大学通信研究所最常见的无记忆的二进制数字传输系统的一种简单的编码信道模型如图3-3所示。（所谓信道无记忆是指：一码元的差错与其前后码元的差错发生是相互独立的。)1001P(0/0)P(1/0)P(0/1)P(1/1)图3-3二进制编码信道模型xy2009Copyright9中国矿业大学通信研究所在此模型中，假

5、设解调器每个输出码元的差错发生是相互独立的，P(0/0)、P(0/1)、P(1/1)、P(1/0)称为信道转移概率。其中P(0/0)与P(1/1)是正确转移的概率，而P(0/1)与P(1/0)是错误转移概率。需要注意：转移概率完全由编码信道特性决定。一个特定的编码信道，有确定的转移概率。1001P(0/0)P(1/0)P(0/1)P(1/1)图3-3二进制编码信道模型xy2009Copyright10中国矿业大学通信研究所误码率为Pe=P(0)×P(1/0)+P(1)×P(0/1)二进制编码信道模型的转移概率矩阵为：P(yi/xi)=P(0/0)P(1/0)P(0/1)P(1/1)2009

6、Copyright11中国矿业大学通信研究所（3）噪声通信系统中的噪声有很多种，主要有乘性噪声和加性噪声。加性噪声（加性干扰）以叠加的形式对系统输入信号产生影响，它限制了接收机正确判断码元的能力，从而限制了信息的传输速率，是接收错误的主要因素之一，是我们研究的重点。乘性噪声是由于传输媒质的非线性引起的，使输出信号等于输入信号乘以一个非常数，乘性噪声的大小和传输媒质存在很大的关系，通常体现在系统的传输特性（传递函数H(ω)）中。从产生的来源分类2009Copyright12中国矿业大学通信研究所加性噪声来源与分类来源人为噪声：来源于其它无关的信号源，如外台信号、开关接触噪声、工业的点火辐射、

7、荧光灯干扰等；自然噪声：自然界存在的各种电磁波源，如闪电、大气中的电暴、银河系噪声及其它各种宇宙噪声等；内部噪声：系统设备本身产生的各种噪声，如导体中自由电子的热运动（热噪声）、电源哼声等。2009Copyright13中国矿业大学通信研究所根据特征分为单频噪声：占有频率很窄的连续波噪声；特点：可视为一个已调正弦波，其幅度、频率或者相位是事先不能预测的。但这种噪声占有极窄的频带，在频率轴上的位置可以测量进而防止，因此并不