通信原理 第2章.ppt

《通信原理 第2章.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、第2章　信道与噪声一信道的定义、分类与模型二恒参信道及其对传输信号的影响三随参信道及其对传输信号的影响四信道容量为什么要研究信道？信道特性的优劣直接影响到整个通信系统的质量。研究信道的目的：弄清对信号传输的影响，寻求提高通信有效性和可靠性的方法。2.1信道的定义、分类与模型2.1.1信道的定义信道是信号传输的媒质。任何一个通信系统均由发送端、信道和接收端3大部分组成。因此，信道是通信系统不可缺少的组成部分。2.1.2信道的分类较为完整的信道2.1.2信道的分类2.1.3信道的模型为了建立信道模型，首先必须了解信道的主要特征，其主要特征表现在以下

2、几个方面：(1)通信的目的是在接收端恢复出原信号，因此，信道应等效为线性系统。(2)信号在信道中传输会引起衰落和时延。衰落使信号幅度发生变化，传播时延使得输出总是滞后于输入。(3)信道中存在着干扰或噪声。噪声和干扰既有内部的也有外部的，它们的存在对通信会带来不利影响。(4)信号在实际信道中传输时会产生失真，包括线性失真和非线性失真。调制信道传输的是已调信号，它具有的特性：1、有一对（或多对）输入端和一对（或多对）输出端2、信道是线性的，满足叠加原理3、信道有一定的迟延时间，有损耗4、即使没有信号输入，输出端仍有一定的功率输出（噪声）1．调制信道模

3、型1．调制信道模型二对端的信号模型，输入与输出的关系：eo(t)=f［ei(t)］+n(t)若f［ei(t)］满足f［ei(t)］=k(t)ei(t)则称k(t)为乘性干扰，输出信号可表示为eo(t)==k(t)ei(t)+n(t)式中，k(t)为乘性干扰，n(t)为加性干扰。2．编码信道模型对于理想编码信道，其前向概率P(bj/ai)满足对于实际编码信道，在一般情况下，其前向概率P(bj/ai)为并且满足对于多进制的情况，其编码信道的模型与二进制编码信道模型类似。二进制编码信道模型四进制编码信道模型2.3典型的恒参信道恒参信道是由架空明线、电缆

4、、中长波地波传播，超短波及微波视距传播，光导纤维以及光波视距传播等传输媒质构成的信道。一、有线电信道通常指双绞线、同轴电缆、明线、电缆和光纤。双绞线：又称为双扭线，它是由若干对且每对有两条相互绝缘的铜导线按一定规则绞合而成。双绞线示意图同轴电缆结构示意图同轴电缆：由内导线铜质芯线(单股实心线或多股绞合线)、绝缘层、网状编织的外导体屏蔽层以及保护塑料外层所组成光纤(OpticalFiber)光导纤维(简称光纤)是光纤通信系统的传输介质。由于可见光的频率非常高，约为108MHz的量级，因此，一个光纤通信系统的传输带宽远远大于其它各种传输介质的带宽，是

5、目前最有发展前途的有线传输介质。光纤结构示意图光纤呈圆柱形，由芯、封套和外套三部分组成。两种光纤传输示意图多模光纤：指光在光纤中可能有多条不同角度入射的光线在一条光纤中同时传播单模光纤：指光在光纤中的传播没有反射，而沿直线传播无线电中继信道的构成二、无线电视距中继指工作频率在超短波和微波波段时电磁波基本上沿视线传播，通信距离依靠中继方式延伸的无线电线路。相邻中继站间距离：40—50Km三、卫星中继信道由通信卫星、地球站、上行线路及下构成行线路2.4恒参信道及其对传输信号的影响2.4.1恒参信道的数学模型恒参信道是指信道传递函数H(jω)不随时间

6、t变化的信道，也就是说，信道参数是稳定的，不随时间变化的。其输出与输入之间的关系为Y(jω)=H(jω)X(jω)恒参信道的模型H(jω)为信道的传递函数，H(jω)可进一步表示为H(jω)=

7、H(jω)

8、ejφ(ω)式中，

9、H(jω)

10、为幅频特性，φ(ω)为相频特性。对于非理想信道对于理想信道理想信道的幅频特性、相频特性和群迟延-频率特性（2）对信号在时间上产生固定的延迟。（1）对信号在幅度上产生固定的衰减；理想信道对信号传输的影响：2.4.2恒参信道的两类失真(1)幅频失真：

11、H(jω)

12、≠常数，而是频率ω的函数。(2)相频失真：φ(jω)≠

13、线性函数，而是频率ω的非线性函数。对于语音信号来说，相频失真不会对语音的听觉产生大的影响，对听觉产生较大影响的是幅频失真。而对于彩色图像信号来说，则刚好相反，因为彩色图像信号中的红、绿、蓝3基色信号是用相位来表示的，因此，相位失真会对彩色图像信号产生较大的影响。(a)相频特性；(b)群延迟频率特性【例2-4-1】设某恒参信道可用下图所示的线性网络来等效。试求它的幅频特性与群时延特性并画出它的群时延特性曲线，并说明信号通过时是否存在群时延失真？恒参信道等效电路模型2.5随参信道及其对传输信号的影响2.5.1随参信道的特点　　随参信道的参数随时

14、间随机变化。例如，典型的一种随参信道是短波电离层反射信道。电离层距地面高度在60～600km，它是由带电粒子组成的大气层。利用地面发