号传输的影响35 随参信道及其对信号传输的影响36 加性噪声37 信.ppt

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1、3.1引言3.2信道定义与分类3.3信道数学模型3.4恒参信道特性及其对信号传输的影响3.5随参信道及其对信号传输的影响3.6加性噪声3.7信道容量第3章信道与噪声返回主目录在通信系统模型中，信道是通信系统必不可少的组成部分。一般来说,实际信道都不是理想的，信道中往往有噪声。首先，这些信道具有非理想的频率响应特性；另外，还有噪声和其他干扰在信号通过信道传输时搀杂了进去。信道的频率特性及噪声和干扰将影响信息传输的有效性和可靠性。3.1引言在此，信道和噪声都是一个抽象名词，是对信道和噪声的一般特性的分析与描述，而不是针对某种实际信道详细研究每

2、一信道的特征和各种噪声的统计特性，而是研究具有普遍意义的信道，分析其一般特性和对信号传输的影响。1、定义：信道是信号传输的媒质。或信道是以传输媒质为基础的信号通道。2、分类：根据信道的定义，如果信道仅是指信号的传输媒质，这种信道称为狭义信道；如果信道不仅是传输媒质，而且包括通信系统中的一些转换装置，这种信道称为广义信道。⑴狭义信道：按照传输媒质的特性可分为有线信道和无线信道两类。3.2信道定义与分类狭义信道★有线信道明线对称电缆同轴电缆光导纤维等等★无线信道地波传播电离层反射无线视距中继卫星通信超短波及微波对流层散射等等地

3、波传播短波是指波长为100~10m（频率3~30MHz）的无线电波。它可沿地表面传播，称为地波传播；也可由电离层反射传播，称为天波传播。地波传播一般是近距离的，可传几十千米。而天波传播借助于电离层的一次或多次反射可传输几千千米或上万千米。短波电离层反射离地面60~600km的大气层称为电离层。实际观察表明，电离层可分为D、E、F1、F2四层。F2是反射层，其高度为250~300km，故一次反射的最大距离约为4000km，如果通过两次反射，通信距离可达8000km。超短波及微波对流层散射信道离地面10~12km以下的大气层称为对流层，对流层散

4、射信道是一种超视距的传播信道，其一跳的传播距离约为100~500km。各种无线传输方式的频率分布类别频率波长无线电，中波300~3000kHz100~1000m无线电，短波3~30MHz10~100m无线电，超短波30~1000MHz0.3~10m微波1~300GHz30~0.1cm亚毫米波300~3000GHz1~0.1mm红外波750~4×105GHz0.4~7.5×10-4mm可见光4×105~7.5×105GHz7.5×10-4~4×10-4mm狭义信道是广义信道十分重要的组成部分，通信效果的好坏，在很大程度上将依赖于狭义信道的特性

5、即传输媒质的特性。因此，在研究信道的一般特性时，“传输媒质”仍是讨论的重点。今后，为了叙述方便，常把广义信道简称为信道。⑵广义信道：除了包括传输媒质外，还包括通信系统有关的变换装置，这些装置可以是发送设备、接收设备、馈线与天线、调制器、解调器等等。这相当于在狭义信道的基础上，扩大了信道的范围。它的引入主要是从研究信息传输的角度出发，使通信系统的一些基本问题研究比较方便。广义信道按照它包括的功能，可以分为调制信道、编码信道等。如图3-1所示。图3–1调制信道和编码信道调制信道：是从研究调制与解调的角度定义的。其范围从调制器的输出端至解调器的输

6、入端。所谓调制信道是指图3-1中从调制器的输出端到解调器的输入端所包含的发转换装置、媒质和收转换装置三部分。当研究调制与解调问题时，我们所关心的是调制器输出的信号形式、解调器输入端信号与噪声的最终特性，而并不关心信号的中间变换过程。因此，定义调制信道对于研究调制与解调问题是方便和恰当的。编码信道：是从研究编码和解码的角度定义的。在数字通信系统中，采用编码信道，会使问题的分析更容易。所谓编码信道是指图3-1中编码器输出端到译码器输入端的部分。即编码信道包括调制器、调制信道和解调器。调制信道和编码信道是通信系统中常用的两种广义信道，广义信道的划

7、分不是唯一的，如果研究的对象和关心的问题不同，还可以定义其他形式的广义信道。信道的数学模型用来表征实际物理信道的特性，它对通信系统的分析和设计是十分方便的。下面我们简要描述调制信道和编码信道这两种广义信道的数学模型。1.调制信道模型调制信道是为研究调制与解调问题所建立的一种广义信道，它所关心的是调制信道输入信号形式和已调信号通过调制信道后的最终结果，对于调制信道内部的变换过程并不关心。因此，调制信道可以用具有一定输入、输出关系的方框来表示。通过对调制信道进行大量的分析研究，发现它具有如下共性：3.3信道的数学模型（1）有一对（或多对）

8、输入端和一对（或多对）输出端；（2）绝大多数的信道都是线性的，即满足叠加原理；（3）信号通过信道具有一定的延迟和损耗(固定的或时变的)；（4）即使没有信号输入，在信道的输出端仍