通信原理第4章信道资料.ppt

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1、Chapter4信道§4.1无线信道§4.2有线信道§4.3信道的数学模型§4.5信道中的噪声§4.6信道容量§4.4信道特性对信号传输的影响通信系统原理框图信号源发送设备传输信道收信装置接收设备传输信道原始手段有线通信无线通信烽火、旗语电报电话无线广播移动电话有线信道：利用人造的传导电或者光的媒体来传输信号无线信道：利用电磁波在空间中的传播来传输信号按照传输媒质的不同，信道可以分两大类：有线（wired）信道，无线（wireless）信道数字通信系统模型信道中存在噪声，对于信号传输有着重要的不良影响，通常认为它是一种有源干扰。信道本身的传输特性不良，

2、可以看作是一种无源干扰本章中将重点介绍信道传输特性和噪声的特性，及其对信号传输的影响。无线通信的传输媒质是自由空间。电磁波从发射天线辐射出去之后，经过自由空间到达接收天线的传播途径可分为两大类：地波和天波。4.1无线信道一地波（分为地面波和空间波）1.地面波就是沿地面传播的无线电波（绕射传播），适用于长波和超长波。2.空间波是在发射天线与接收天线间直线传播的无线电波（直射传播）,发射天线和接收天线较高，接收点的电磁波由直接波和地面反射波合成。适用于超短波。二天波（天空波）经过地面100km至500km的电离层反射传送到接收点的电磁波（电离层反射折射传播

3、）。适用于短波。电离层反射的特点：频率越高，吸收能量越小，但频率过高电波会穿透电离层。故频率只限于中短波段300Khz－30Mhz。传播方式波段名称波长范围频率范围频段名称超长波10,000—100,000m30—3kHz甚低频VLF长波1,000—10,000m300—30kHz低频LF中波200—1,000m1500—300kHz中频MF中短波50—200m6,000—1,500kHz中高频IF短波10—50m30—6MHz高频HF米波1—10cm300—30MHz甚高频VHF分米波10—100cm3,00—300MHz特高频UHF厘米波(微波)1

4、—10cm30—3GHz超高频SHF毫米波1—10mm300—30GHz极高频EHF亚毫米波1mm以下300GHz以上超极高频远距离通信采用的新技术无线电中继radiorelay卫星通信satellitecommunication平流层通信HighAltitudePlatformStations代替卫星作为基站的通信除天波和地波的传播方式之外，电磁波还可以通过散射方式进行传播。反射：镜面反射散射：传播媒体不均匀，电磁波的传播方向向许多方向折射电离层散射对流层散射流星余迹散射4.2有线信道平行架设在电线杆上的架空线路。优点：传输损耗低缺点：容易受到

5、天气和环境的影响，对外界的噪声干扰比较敏感，并且很难一条路径架设大量的成百对线路；明线(openwire)由若干对叫做芯线的双导线放在一根保护套内制造而成。优点：使用广泛，价格便宜，安装容易缺点：对电磁干扰比较敏感，不适合传输高速数据EIA/TIA5类UTP电缆规格（存在超5类和6类）Cat1：适用于电话传输Cat2：适用于电话和低速数据传输(最高4Mbps)Cat3：适用于10Mbps的10Bas-T以太网数据传输Cat4：适用于16Mbps的令牌环网Cat5：适用于100Mbps的100Base-TX和100Base-T4快速以太网对称电缆(sym

6、metricalcable)内导体芯线绝缘内屏蔽外屏蔽外套图：双绞线(TwistedPair)广泛使用的同轴电缆有两种。一种是阻抗为50欧姆的基带同轴电缆，另一种是阻抗为75欧姆的宽带同轴电缆电缆类型网络类型电缆电阻/端接器(Ω)RG-810Base5以太网50RG-1110Base5以太网50RG-58A/U10Base2以太网50RG-59/UARCnet网，有线电视网75RG-62A/UARCnet网93表：铜轴电缆的类型同轴电缆（coaxialcable）铜芯绝缘层外导体屏蔽层保护套图：同轴电缆用光脉冲的出现表示“1”，不出现表示“0”光传输系

7、统由三个部分组成：光纤传输介质、光源和检测器多模光纤：纤芯的直径较粗，光纤中可能有许多种沿不同途径同时传播的模式单模光纤：光在光纤中的传播没有反射，而沿直线传播较易较难端接低高造价大小信号衰减发光二极管激光光源低高数据传输率短长距离多模光纤单模光纤项目表：单模光纤与多模光纤的比较光纤（a）折射角大于入射角（b）光波在纤芯中传播（c）62.5/125μm渐变增强型多模光纤图多模光纤图光纤连接器4.3信道的数学模型狭义信道：信号传输媒质有线、无线信道广义信道：针对研究的着眼点不同而有所不同针对调制解调：调制信道（包括传输媒质和发射/接收机）针对编/译码：编

8、码信道（包括调制信道和调制解调器）通信系统框图（注意：此图为数字通信框图）离散/数字信道：输入