通信原理-信道.ppt

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1、第三章信道3.1信道的定义：通俗地说，是指以传输媒介(质)为基础的信号通路。具体地说，信道是指由有线或无线电线路提供的信号通路；抽象地说，信道是指定的一段频带，它让信号通过，同时又给信号以限制和损害。信道的作用是传输信号。1译码器输入发转换器媒质收转换器解调器调制器（调制）信道广义（编码）信道编码器输出23.2信道模型调制信道模型:对于单“端对”信道eo(t)=f[ei(t)]+n(t)式中ei(t)－输入的已调信号；eo(t)－输出信号；n(t)－加性噪声，它与ei(t)相互独立。f[ei(t)]－与输入有关的一个函数,表示信道对于信号的影响。ei(t)eo(t)时变线性网络3通

2、常，f[ei(t)]可以表示为：k(t)ei(t)，此时，eo(t)=k(t)ei(t)+n(t)其中k(t)表示时变线性网络的特性，称为乘性干扰。k(t)－一个复杂的函数，反映信道的衰减、线性失真、非线性失真、延迟…等。最简单情况：k(t)=常数，表示衰减。当k(t)=常数，称为恒(定)参(量)信道例如，同轴电缆当k(t)常数，称为随(机)参(量)信道例如，移动蜂窝网通信信道4编码信道模型:二进制信号、无记忆信道，其中，P(0/0),P(1/1)－正确转移概率P(0/1),P(1/0)－错误转移概率转移概率－决定于编码信道的特性P(0/0)=1-P(1/0)P(1/1)=1-P

3、(0/1)0110P(0/0)P(0/1)P(1/1)P(1/0)5四进制01233210接收端发送端63.3无线信道无线信道主要由无线电波和光波作为传输载体。在光波中，红外线、激光是常用的信号载体，前者广泛用于短距离通信，如电视、录像机、空调器等家用电器使用的遥控装置；后者可用于建筑物之间的局域网连接，因为它具有高带宽和定向性好的优势，但是，由于受天气、热气流或热幅射等影响，使得它的工作质量存在不稳定性。由于无线电波传播距离远，能够穿过建筑物，而且既可以全方向传播，也可以定向传播，因此绝大多数无线通信都采用无线电波作为信号传输的载体。为了合理、充分地利用无线电频率资源，根据频率高

4、低的不同(波长的不同)，人们将无线电波分为9个大波段。因为不同频率(波长)电磁波的传播特性各异，所以其应用场合也不尽相同。7频率资源划分表8无线电波的传播方式主要有地面波传播、天波传播、地-电离层波导传播、视距传播、散射传播、外大气层及行星际空间电波传播等几种。(1)地面波传播。地面波传播又称地表波传播或地波传播，即无线电波沿地球表面传播。地面波在传播过程中，其场强因大地吸收会衰减，频率愈高则衰减愈大；长波、中波由于频率低，加上绕射能力强，因此利用这种传播可以实现远距离通信。地波传播受季节、昼夜变化影响小，信号传输比较稳定。频率：2MHz以下通信距离：可达数百～数千km9(2)天

5、波传播。天波传播是利用电离层对电波的一次或多次反射进行的远距离传播，是短波的主要传播方式。中波只有在夜间才能以天波形式传播。天波传播存在着严重的信号衰落现象。所谓电离层是大气中具有离子和自由电子的导电层。电离层高度：60～300km单跳最大距离：4000km频率：2～30MHz(3)地-电离层波导传播。这是指电波在从地球表面至低电离层下缘之间的球壳形空间(地-电离层波导)内的传播。长波、甚长波在该波段内能以较小的衰减传播数千千米，且受电离层扰动影响小，传播稳定，故可用于远距离通信。10(4)视距传播。由发射天线辐射的电波像光线一样按直线传播，直接传到接收点，这种传播方式称为直射波传

6、播。另外，还有由发射天线发射、经地面反射到达接收点的传播方式，称为大地反射波传播。视距传播是这两种传播方式的统称，在接收点所接收的电波一般是直射波与大地反射波的合成。视距传播的距离一般为20～50km，主要用于超短波及微波通信。频率：>30MHz11(5)散射传播。这是利用对流层或电离层介质中的不均匀体或流星余迹对无线电波的散射作用而进行的传播。利用散射传播实现通信的方式目前主要是对流层散射通信，其常用频段为0.2～5MHz，单跳距离可达100～500km。电离层散射通信只能工作在较低频段30～60MHz，单跳距离可达1000～2000km，但因传输频带窄，其应用受到限制。流星余迹

7、持续时间短，但出现频繁，可用于建立瞬间通信，常用通信频段为30～70MHz，单跳通信可达2000km。实际的流星余迹通信除了利用散射传播外，还可利用反射进行传播。12(6)外大气层及行星际空间电波传播。这是以宇宙飞船，人造地球卫星或星体为对象，在地-空，空-空之间进行的电波传播。卫星通信利用的就是这种传播方式。其中，自由空间传输损耗达200dB左右；此外还受对流层、电离层、地球磁场、宇宙空间各种辐射和粒子的影响等等；大气吸收及降雨衰减对10GHz以上的频段影响严重。上