通信系统原理 教学课件 作者 孔英会 通信系统原理第3章.ppt

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1、通信系统原理第3章信道第3章信道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。首先，这些信道具有非理想的频率响应特性，另外还有噪声和信号通过信道传输时搀杂进去的其他干扰。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。第3章信道信道分类：无线信道－地波传播、短波电离层反射、超短波或微波、人造卫星中继、对流层散射、流星余迹散射以及移动无线电信道等有线信道－电线、光纤信道中的干扰：有源干扰－噪声无源干扰－传输特性不良本章重点：介绍信道传输特性和噪声的特性，及其对于信号传输的影响。第3章信道一、信道的定义与分类1.狭义信道狭义信道是发送设备和接受设备之间用以传输信

2、号的传输媒质。分为两大类。第3章信道6第3章信道3.1有线信道明线双绞线第3章信道结构化布线EIA/TIA568B双绞线标准第3章信道第3章信道EIA/TIA568A双绞线标准第3章信道双绞线的传输性能抗干扰能力较差。带宽和传输距离：决定于铜线的粗细第3章信道同轴电缆结构中心导体—传递信号绝缘体—隔绝屏蔽网—接地外层包覆—保护外皮第3章信道同轴电缆的分类基带同轴电缆：50欧姆电缆，用于数字传输。数据传输速率：10Mb/s，信号传输距离：1-1.2km。宽带同轴电缆：75欧姆电缆，用于模拟传输。CATV中标准传输电缆，带宽可达：300-450MHz,传输距离：100km。第3章信道同轴电缆

3、的优缺点抗干扰能力强带宽宽，数据传输速率高，传输距离远。价格贵，很重，无法结构化布线应用：电视网络、近距离计算机网络、长途电话传输第3章信道光纤、光缆轴心：玻璃材质,用来传送光波讯号。被覆层：折射率极低的物质。外皮：不透光的材质,用以隔绝外在的干扰源,保护脆弱的轴心。第3章信道16第3章信道光纤结构纤芯包层按折射率分类阶跃型梯度型按模式分类多模光纤单模光纤折射率n1n2折射率n1n27～10125折射率n1n2单模阶跃折射率光纤图3-11光纤结构示意图(a)(b)(c)17损耗与波长关系损耗最小点：1.31与1.55m第3章信道0.70.91.11.31.51.7光波波长（m）1.

4、55m1.31m图3-12光纤损耗与波长的关系光纤的类型单模光纤：轴心直径较细,约5~10微米,传输距离长,散射率小,传输效能极佳。多模光纤：轴心直径较宽,约50~100微米,传输距离短,传输效能略差。第3章信道光纤工作波段目前，在试验室中光纤带宽超过50Tbps；82.5Gbps，810Gbps，3210Gbps的光纤传输已经实用常用的三个波长窗口（光纤波段）0.85um：衰减（attenuation)大，传输速率和距离受限制，但价格便宜1.30um：衰减小，无色散（dispersion）补偿、功率放大情况下，最大传40km（最坏情况）1.55um：衰减小，无色散补偿、功率放

5、大情况下，最大传80km（最坏情况）第3章信道对称电缆典型应用：通信电缆每条电缆中有数十甚至上百个线对，用它们接电话或者信号，根据颜色的不同，可以区分它们的顺序。国际标准：正：白红黑黄紫负：兰橙绿棕灰第3章信道3.1无线信道无线信道电磁波的频率－受天线尺寸限制地球大气层的结构对流层：地面上0~10km平流层：约10～60km电离层：约60～400km地面对流层平流层电离层10km60km0km第3章信道电离层对于传播的影响反射散射大气层对于传播的影响散射吸收第3章信道23传播路径地面图3-1地波传播地面信号传播路径图3-2天波传播电磁波的分类：地波频率<2MHz有绕射能力距离：数百或数千

6、千米天波频率：2~30MHz特点：被电离层反射一次反射距离：<4000km寂静区：第3章信道24视线传播：频率>30MHz距离:和天线高度有关[例]若要求D=50km，则增大视线传播距离的其他途径中继通信：卫星通信：静止卫星、移动卫星平流层通信：ddh接收天线发射天线传播途径D地面rr图3-3视线传播图3-4无线电中继m第3章信道25图3-5对流层散射通信地球有效散射区域第3章信道散射传播电离层散射机理－由电离层不均匀性引起频率－30~60MHz距离－1000km以上对流层散射机理－由对流层不均匀性（湍流）引起频率－100~4000MHz最大距离<600km26第3章信道流星流星余迹散射

7、流星余迹特点－高度80~120km，长度15~40km存留时间：小于1秒至几分钟频率－30~100MHz距离－1000km以上特点－低速存储、高速突发、断续传输图3-8流星余迹散射通信流星余迹蜂窝传输技术物理特性：小区覆盖。传输特性：靠基站布置实现全区域覆盖，具有穿透饶射等能力。900MHz、1800MHz等频段。应用：GSM系统、cdma网络第3章信道调制信道是指从调制器输出端到解调器输入端的所有电路设备和传输介质，调制信道主要用