第三章 信 道2008.ppt

《第三章 信 道2008.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、教学提示信道是通信系统的三要素之一,是通信系统组成的重要部分。任何信号离开信道都不能进行传输，可见信道的特性对信号的传输起着重要的作用，所以有必要进行讨论。本章所讨论的信道不是指各种具体的信道，而是指抽象出来的模型，重要讲述以下几个问题：1、信道的定义及分类;2、恒参信道及其对信号传输的影响;3、随参信道及其对信号传输的影响;4、信道容量；第四章信道主要内容：信道的定义、分类恒参信道举例随参信道举例信道数学模型恒参信道特性及其对信号传输的影响随参信道特性及其对信号传输的影响随参信道特性的改善信道的加性噪声信道容量的概念、香农公式（shannonformula）信道定义1.

2、信道定义：信号通道.2.信道的分类狭义信道：信号的传输媒质.有线信道：架空明线、双绞线、同轴电缆、光缆无线信道：地波、短波、微波、卫星、散射广义信道：传输媒质及有关变换装置.(收、发转换器,放大，频率变换，电←→电磁波，等。)编码信道调制信道4.1随参信道举例随参信道是指信道传输特性随时间随机快速变化的信道。随参信道有以下几种。1）短波电离层反射2）超短波流星余迹散射3）超短波及微波对流层散射4）超短波电离层散射5）超短波超视距绕射等一、短波电离层反射信道1、概念：短波是指波长为100～10m(相应的频率为3～30MHz)的无线电波。2、短波传播方式：既可沿地表面传播，称为地波

3、传播；也可由电离层反射传播，称为天波传播。3、传播路径离地面高60～600km的大气层称为电离层。电离层是由分子、原子、离子及自由电子组成的。短波电磁波从电离层反射的传播路径如图所示。在短波电离层反射信道中，存在多径传播，引起多径传播的主要原因如下。1）电波经电离层的一次反射和多次反射；2）几个反射层高度不同；3）电离层不均匀性引起的慢射现象；4）地球磁场引起的电磁波束分裂成寻常波与非寻常波。4、特点主要优点如下：1）、要求的功率较小，终端设备的成本较低；(100W~几KW)2）、传播距离远；3）、受地形限制较小；4）、有适当的传输频带宽度；5）、不易受认为的破坏，该特点在军

4、事上非常有用。主要缺点如下：1）、传输可靠性差；电离层中的异常变化会引起较长时间的通信中断。2）、需要经常更换工作频率，因而使用较复杂；3）、存在快衰落与多径时延失真；4）、干扰电平大。(<100b/s)5、应用短波电离层反射信道过去是、现在仍然是远距离传输的重要信道之一。问题：为什么远距离HF无线电广播在太阳黑子活动的高峰期时效果更好？二、对流层散射信道对流层能够不规则地散射无线电波1、概念：离地面10~12km以下的大气层称为对流层。在对流层中，由于大气对流层湍流运动等原因产生了不均匀性，故引起散射，如图所示。2、传播方式：对流层散射信道是一种超视距的传播信道，可工作在超

5、短波和微波波段。其一跳的传播距离约为100~500km。3、对流层信道的特点1）、衰落散射信号电平是不断随时间变化的，这种变化称为衰落。衰落有两类：慢衰落（长期变化），慢衰落取决与气象条件快衰落（短期变化），快衰落是由多径传播引起的。2）、传播损耗总损耗包括两个部分，（1）自由空间的能量扩散损耗；（2）散射损耗。3）、信道的允许带宽散射信道是典型的多径信道。由于信源信号到达终端所经过的路程不同，因而各路径信道到达接收点的时间也不相同，结果信号脉冲被展宽，这种现象称为时间扩散简称多径时散。这样信道的允许带宽与最大多径时延的关系为B<1/τ4、应用1）、干线通信，通常每隔300

6、km左右建立一个中继站。2）、点对点通信，如海岛与陆地，山区与城市之间的通信。4.2恒参信道举例K(t)不随时间变化或基本不变化一、有线信道⑴明线：平行而相互绝缘的架空裸线线路。优点：传输损耗低缺点：易受气候和天气影响，并对外界噪声干扰敏感。⑵对称电缆：同一保护套内多对相互绝缘双导线的传输媒质。优点：传输特性比较稳定缺点：损耗比明线大。⑶同轴电缆：由同轴的两个导体构成，外导体是一个圆柱形的空管，内导体是金属线（芯线）优点：外界噪声很少进入其内部⑷光纤信道：以光纤为传输媒质、光波作为载波的信道特点：损耗低、频带宽、线径细、可弯曲半径小、不怕腐蚀、节省有色金属、不受电磁干扰。图4–

7、10对称电缆结构图图4-11同轴电缆结构图二、无线信道⑴无线电视距中继工作频率在超短波和微波波段的电磁波基本上沿视线传播，通信距离依靠中继方式延伸。组成：终端站、中继站及各站之间的电波传播路径。特点：传输容量大，发射功率小，通信稳定可靠应用：主要用于长途干线、移动通信网及某些数据收集系统。⑵卫星中继信道同步通信卫星，异步通信卫星概念：卫星中继信道是无线电中继信道的一种特殊形式。它是航天技术与通信技术相结合的产物。特点：传输距离远、覆盖地域广、传播稳定可靠、传输容量大。用途：传输多路电话、电报