信道与噪声课件.ppt

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1、通信原理主讲：李鸣计算机学院2013年9月勤奋求实进取奉献1第三章信道通信原理简明教程（第2版）2第三章信道与噪声主要内容：信道的定义、分类和模型恒参信道传输特性随参信道传输特性信道噪声信道容量重点、难点：信道的传输特性信道噪声特性及对信号传输的影响信道容量的定义3第三章信道与噪声3.1信道的定义与分类3.2信道数学模型3.3恒参信道举例3.4恒参信道特性及对信号的影响3.5随参信道举例3.6随参信道特性及对信号传输的影响3.7信道的噪声3.8信道容量4模拟信源调制器信道噪声源解调器信宿人的语音频率在300Hz到4000Hz之间，无法通过天线发

2、射出去从这个过程中我们可以知道，实际上，模型中的调制解调器中都包含了放大功能模拟通信系统模型:如下图所示（以调幅/AM广播为例）：5数字通信系统模型:数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统信源可能是模拟信源（如麦克风），也可能是数字信源（如计算机）信源编码如果信源是数字信源，主要对其压缩、加密等；如果是信源是模拟信源，则先进行A/D变换再进行压缩、加密信道编码主要功能是检错和纠错，主要目的是为了保证通信的可靠性数字调制与模拟调制的作用是类似的：都是为了使通信传输的信息更远、更多、更抗干扰信道噪声源数字解调信道译码信源译码信宿是发送端处理的

3、“逆过程”，不再赘述随着通信技术的飞速发展，信道编码与数字调制有融合的趋势分基带信道（如双绞线）和频带信道（如无线电波）。6（1）实际的信道具有非理想特性，并受到噪声的影响（2）研究信道及噪声的目的就是弄清楚它们对信号的影响，寻求提高通信有效性和可靠性的方法。3.1信道的定义与分类为什么要研究信道？73.1信道的定义与分类一、信道的定义1.狭义信道：信号的传输媒质有线信道无线信道2.广义信道：还包括其他设备调制信道编码信道83.1信道的定义与分类二、狭义信道的分类（依传输媒体分）1.无线信道：利用电磁波来传播信号，包括各种散射信道。如广播电台、移

4、动电话。2.有线信道：利用人造传输媒体来传输信号，包括电缆和光缆。如传统的固定电话。注意：信道中的噪声－－有源干扰；信道传输特性不良－－无源干扰。9频率范围名称波长典型应用3～30Hz极低频ELF103～102km远程导航、水下通信30～300Hz超低频SLF104～103km海底通信、电报0.3～3kHz特低频ULF103～102km数据终端、有线通信3～30kHz甚低频VLF102～10km导航、电话、电报、水下通信30～300kHz低频LF10～1km导航、水下通信、无线电信标0．3～3MHz中频MF103～102m广播、业余无线电、海事通

5、信3～30MHz高频HF102～10m国际定点通信、军用通信、广播、业余无线电、电报、传真30～300MHz甚高频VHF10～1m电视、调频广播、移动通信、导航、空中管制0.3～3GHz特高频UHF102～10cm电视、雷达、遥控遥测、点对点通信、移动通信、导航、GPS3～30GHz超高频SHF10～1cm卫星和空间通信、微波接力、雷达、移动通信30～300GHz极高频EHF10～1mm射电天文、雷达、微波接力、移动通信、铁路业务300G～3THz亚毫米波1～0.1mm未划分，实验用43～430THz红外7～0.7μm光通信系统430～750TH

6、z可见光0.7～0.4μm光通信系统750～3000THz紫外0.4～0.1μm光通信系统3.1信道的定义与分类10根据通信距离、频率和位置的不同：地波传播天波传播视线传播散射传播1.无线信道3.1信道的定义与分类11（1）地波传播★频率：2MHz以下，有一定的绕射能力★绕射：电磁波沿弯曲的地球表面传播所具有的能力★通信距离：可达数百～数千km地面接收天线发射天线传播路径3.1信道的定义与分类12（2）天波传播★频率：2～30MHz★特点：电离层反射★通信距离：单次可达4000km，多次可达10000km地面接收天线发射天线信号传播路径电离层3.

7、1信道的定义与分类13★电离层：60-400kmD层：高60-80kmE层：高100-120kmF层：高150-400kmF1层：140-200kmF2层：250-400km晚上：D层、F1层消失；E层、F2层减弱反射高频电磁波的主要是F层DEFF2F1地面3.1信道的定义与分类14（3）视线传播★频率：30MHz以上★类似光波做视线传播（将穿透电离层）★天线高度h与传播距离D(=2d)的关系：D2=8rh≈50h（r为地球的等效半径）地面接收天线发射天线信号传播hdrDd3.1信道的定义与分类15★采用无线电中继，实现远程通信。若天线架设高度为

8、50m，则视线距离约为50km。即视距传输距离有限，需中继。地面接收天线传播路径发射天线（3）视线传播3.1信道的定义与分类16（4）散