通信原理 第三章信道

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1、信道什么是信道？通常指以传输媒质为基础的信号通道噪声在信道中总是存在，所以信道在允许信号通过的同时又给信号以限制和损害对信道和噪声的研究是通信问题的基础信道和其中的噪声种类多样，本章只研究信道和噪声的一般特性信道定义一、定义1、狭义信道：信号的传输媒质分类：①有线信道(有形而看得见，摸得着)明线、对称电缆、同轴电缆、光缆等②无线信道(无形而看不见，摸不着)地波、短波电离层反射、超短波或微波视距中继、人造卫星中继、散射信道信道定义2、广义信道：信号的传输通道（传输系统）传输媒介（狭义信道）+有关转换器意义：只关心变换的最终结果，而无需关心详细的物理过程。分类

2、①调制信道——通常为模拟②编码信道——通常为数字信道定义调制信道从调制器输出到解调器输入编码信道信道数学模型一、调制信道模型1．特性（1）有一对或多对输入和一对或多对输出（2）绝大部分信道是线性的，满足叠加定理（3）具有延迟作用和损耗（4）没有输入时（0输入）也有输出—噪声信道数学模型2．模型——时变线性网络表示时变线性网络ei（t）eo（t）……时变线性网络ei1（t）ei2（t）ei（t）ei（t）eO1（t）eO2（t）eO3（t）eOn（t）为乘性干扰为加性干扰信道数学模型以乘性干扰分类1、若k(t)基本不随时间变化——恒参信道指k(t)可

3、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）2、若k(t)随时间变化——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信道数学模型二、编码信道模型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当编码信道把编码器输出的数字信号传输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

4、道，有确定的转移概率信道数学模型最常见的无记忆（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）的二进制数字传输系统的一种简单的编码信道模型如下图所示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1001P(0/0)P(1/0)P(0/1)P(1/1)二进制编码信道模型xy常见的恒参信道一、有线电信道1．明线即平行绝缘线优点：传输损耗低缺点：噪声干扰敏感2．对称电缆拧成扭绞状的电缆优点：比较稳定缺点：损耗较大3．同轴电缆优

5、点：外导体接地、屏蔽干扰LAN用基带：50Ω、93ΩCATV：75Ω常见的恒参信道优点：损耗低频带宽不受电磁干扰传输中使用中继种类基带电信号（原始电信号）基带电信号（原始电信号）基带处理光源光调制器光纤线路光检测器基带处理产生载波光4、光纤信道常见的恒参信道单模光纤结构光缆结构熔接机常见的恒参信道5、无线电视距中继——超短波、微波每隔40-50km须中继，容量大，性能稳定，发射功率小例地面微波接力两个地面站之间传送距离：50-100km地球地面站之间的直视线路微波传送塔常见的恒参信道6、卫星中继信道使用微波频段使用转发器接收和转发地面站地球地面站恒参信道特

6、性及其对信号传输的影响恒参信道特性恒参信道特性及其对信号传输的影响理想恒参信道的冲激响应为h(t)=K0δ(t-td)若输入信号为ei(t)，则理想恒参信道的输出为eo(t)=K0ei(t-td)由此可见，理想恒参信道对信号传输的影响是：(1)对信号在幅度上产生固定的衰减(2)对信号在时间上产生固定的迟延这种情况也称信号是无失真传输恒参信道特性及其对信号传输的影响理想信道的幅频特性、相频特性和群迟延—频率特性OK0

7、H(w)

8、wOj(w)wwtdOtdt(w)wa幅频特性b相频特性c群迟延特性其中群迟延特性为理想恒参信道在整个信号频带范

9、围之内：幅频特性和群迟延-频率特性为常数相频特性为ω的线性函数只对ei(t)的不同频率成份进行相同的幅度衰减和时延。恒参信道特性及其对信号传输的影响实际中，传输特性可能偏离理想信道特性，产生失真：如果信道的幅度-频率特性在信号频带范围之内不是常数，则会使信号产生幅度-频率失真；如果信道的相位-频率特性在信号频带范围之内不是ω的线性函数，则会使信号产生相位-频率失真恒参信道特性及其对信号传输的影响幅度－频率畸变产生原因：由有线电话信道中可能存在的各种滤波器、混合线圈、串联电容、分路电感等造成信道的幅度－频率特性不理想所引起的，又称为频率失真。一般典型音频电话

10、信道可用右图所示的幅度－频率特性曲线近似表示。0300110029