各种类型信道课件.ppt

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1、4.1无线信道4.2有线信道4.3信道的数学模型4.4信道特性及其对信号传输的影响4.5信道的噪声4.6信道容量信息源发送设备信道接收设备受信者噪声源发送端接收端通信系统的一般模型一般来说,实际信道都不是理想的。首先，这些信道具有非理想的频率响应特性(无源干扰)，另外还有噪声和信号通过信道传输时掺杂进去的其他干扰(有源干扰)。信道是以传输媒质为基础的信号传输通道。明线电缆光缆狭义信道地波传播短波电离层反射超短波、微波视距中继人造卫星中继等有线信道无线信道广义信道：包括传输媒质和变换装置（发送接收调制解调）第一节无线信道一、基本问题无线信道电磁波的频率受天线尺寸限制，一般为电磁波波长

2、的1/10~1/4，故无线信道电磁波的频率较高。地球大气层的结构对流层：地面上0~10km平流层：约10～60km电离层：约60～400km地面对流层平流层电离层10km60km0km第一节无线信道一、基本问题电离层对于传播的影响吸收(衰减)反射散射大气层对于传播的影响吸收散射频率(GHz)(a)氧气和水蒸气（浓度7.5g/m3）的衰减频率(GHz)(b)降雨的衰减衰减(dB/km)衰减(dB/km)水蒸气氧气降雨率图4-6大气衰减第一节无线信道二、电磁波的分类与传输原理：地波频率<2MHz有绕射能力距离：数百或数千千米天波频率：2~30MHz特点：被电离层反射一次反射距离：<40

3、00km寂静区：电磁波不能到达的区域传播路径地面图4-1地波传播地面信号传播路径图4-2天波传播第一节无线信道二、电磁波的分类与传输原理：视线传播：频率>30MHz距离:和天线高度有关(4.1-3)式中，D–收发天线间距离(km)。[例]若要求D=50km，则由式(4.1-3)增大视线传播距离的其他途径中继通信：卫星通信：静止卫星、移动卫星平流层通信：ddh接收天线发射天线传播途径D地面rr图4-3视线传播图4-4无线电中继m第一节无线信道二、电磁波的分类与传输原理：散射传播电离层散射机理:由电离层不均匀性引起频率:30~60MHz距离:1000km以上对流层散射机理:由对流层不均

4、匀性（湍流）引起频率:100~4000MHz最大距离<600km图4-7对流层散射通信地球有效散射区域第一节无线信道二、电磁波的分类与传输原理：散射传播流星余迹散射流星余迹特点:高度80～120km，长度15～40km存留时间：小于1秒至几分钟频率:30～100MHz距离:1000km以上特点:低速存储、高速突发、断续传输图4-8流星余迹散射通信流星余迹第二节有线信道一、明线：明线是指平行而相互绝缘的架空裸线线路。与电缆相比，它的优点是传输损耗低。但它易受气候和天气的影响，并且对外界噪声干扰较敏感，已逐渐被电缆代替。第二节有线信道二、对称电缆：对称电缆是在同一保护套内由许多对相互绝

5、缘的绞扭双导线做成的传输介质。导线材料是铝或铜，直径为0.4到1.4mm。为了减少各线对之间的相互干扰，每一对线都拧成扭绞状。由于这些结构上的特点，故电缆的传输损耗比明线大得多，但其传输特性比较稳定。图4-9双绞线导体绝缘层第二节有线信道三、同轴电缆：同轴电缆由同轴的两个导体构成，外导体是一个圆柱形的空管（在可弯曲的同轴电缆中，它可以由金属丝编织而成），内导体是金属线（芯线）。它们之间填充着绝缘介质，可能是塑料，也可能是空气。在采用空气绝缘的情况下，内导体依靠有一定间距的绝缘子来定位。导体金属编织网保护层实心介质图4-10同轴线第二节有线信道四、光纤：结构纤芯包层按折射率分类阶跃型

6、梯度型按模式分类多模光纤单模光纤折射率n1n2折射率n1n27～10125折射率n1n2单模阶跃折射率光纤图4-11光纤结构示意图(a)(b)(c)第二节有线信道四、光纤：损耗与波长关系损耗最小点：1.31与1.55m0.70.91.11.31.51.7光波波长（m）1.55m1.31m图4-12光纤损耗与波长的关系广义信道调制信道：包含发转换装置、媒质和收转换装置。编码信道：编码信道包括调制器、调制信道和解调器。调制信道编码信道第三节信道的数学模型一、调制信道模型调制信道是为研究调制与解调问题所建立的一种广义信道，它所关心的是调制信道输入信号形式和已调信号通过调制信道后的

7、最终结果，对于调制信道内部的变换过程并不关心。（1）有一对（或多对）输入端和一对（或多对）输出端；（3）信号通过信道具有一定的延迟时间，而且还会受到（固定的或时变的）损耗；（2）绝大多数的信道都是线性的，即满足线性叠加原理；（4）即使没有信号输入，在信道的输出端仍一定的输出功率（噪声）。第三节信道的数学模型特征：可用二对端（或多对端）的时变线性网络去代替调制信道。时变线性网络二对端网络时变线性网络多对端网络（m对输入）n对输出一、调制信道模型第三节信道的数学模型信