华中科技大学电信系《通信原理》课件-ch3-1.ppt

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1、第三章信道本章研究的主要内容：1，信号在信道中的传输特性2，信噪比SNR计算序言信道:逻辑信道-----如编码信道、调制信道和信息论中研究的信道等物理信道-----指连接发射机和接收机之间的信号通道发射机接收机信道(本章研究对象）本章主要讨论物理信道！恒参变参频域传输函数：时域冲激响应函数：3.1信道分类二、描述确知函数随机过程τ是延迟，t是时间3.2有线信道图3.2.1有线信道媒质频率范围一、工作频率3.2有线信道二、有线信道中的干扰图3.2.2双绞线平衡连接图3.2.3电话线二----四线变换电路双绞线平衡连接-------消除外来干扰三、有线信道的衰减同轴电缆的衰减无线信道频谱3.3无

2、线信道微波中继卫星一、恒参发射接收特点：收发天线无摭挡，电波直射移动通信信道3.3无线信道二、变参DirectWave0102特征：接收信号是多条路径信号叠加稀梳散射对流层散射信道3.3无线信道二、变参散射体（密集散射）特征：电波不能直射水声信道声波传播速度（1500米/秒）海面反射严重多径衰落明显深海、浅海衰落特性不同3.3无线信道二、变参3.4恒参信道的链路计算----计算收、发之间的信号衰减（损耗）一、计算公式物理模型求以db表示的路径损耗d发收d----收-发之间的距离----某一发射场强的己知点二、计算方法1)点天线全向辐射模型•球面积•r发射功率接收点r处的功率密度二、计算方法2

3、)定向辐射模型抛物面天线r由于天线方向性使接收点的功率加大了倍A----抛物面天线口径面积-----波长发射天线方向性因子，又称天线增益，由天线尺寸决定A卫星移动手机抛物面天线移动通信基站天线二、计算方法3)定向天线接收功率接收天线处的点功率密度，如用等效面积为的接收天线接收，则接收功率为：如接收天线也采用抛物面天线，则有：得：传播损耗二、计算方法4)路径损耗计算d=r收、发之间的距离f频率c光速有：正比于对于全向天线有:3.5多径衰落信道3.5.1移动信道信号衰落特性移动通信工作频率450MHZ~2GHZ山丘、房屋阻挡，电波一般不能直达，多径传输，形成衰落1,自由空间传播损耗正比于,n22

4、,阴影衰落-----如房屋、山丘阻挡3，多径衰落（快衰落）图3.5.1移动通信信号衰落特性示意图想象在3种场景中移动得到的接收功率曲线一、OKUMURA-HATA计算公式：(随地貌、城市环境不同而不同)3.5多径衰落信道3.5.2多径衰落信道的链路损耗(3.5.1)式中f表示工作频率，单位MHZ,表示移动台（手机）天线高度，通常取1.5m，表示基站天线高度，以m为单位，d移动台至基站距离，以Km为单位。城市修正因子这里的均值表示对快衰落取平均qdm2二、城市修正因子（1）中小城市修正因子（2）大城市修正因子f200MHZ3.5多径衰落信道3.5.2多径衰落信道的链路损耗(3.5.2)(3.5

5、.3)f400MHZ(3.5.4)三、例题小结在通信距离、工作频率相同条件下，恒参信道：例3.4.1得（见书p.75页）变参信道，例3.5.1得（见书p.78页）3.5多径衰落信道相差50分贝，十万倍！这是对恒参与变参性能差异应建立的概念。3.5.2多径衰落信道的链路损耗多径衰落信道3.5多径衰落信道3.5.3多径衰落信号的统计特征一、时间函数特性分析t假设Re[•]取实部令第n条路径的延时为,第n条路径信号的幅度衰减因子为，则接收信号是：=相移包络S(t)03.5多径衰落信道3.5.3多径衰落信号的统计特征一、时间函数特性分析（续）令g(t)=1,即发射等幅信号,可知接收信号的包络可表示为

6、：有：如是随机的，则X(t)、Y(t)也是随机的；不论为何分布，当n足够大时X(t)、Y(t)均服从正态分布，Z(t)是窄带随机过程，因此即使发送等幅正弦波，接收信号包络也是随机变化的。