通信原理asfcc 第3章.pptVIP

3.1 引 言 3.2 信道定义 3.3 信道数学模型 3.3.1 调制信道模型 （连续系统） 3.3.2 编码信道模型（离散系统） 3.4 恒参信道举例 3.5 恒参信道特性及对信号传输的影响 恒参信道可等效为线性时不变网络，只要得到网络的传输特性，就可知信道对信号的影响 网络的传输特性用幅频函数(amplitude-frequency function)、相频函数(phase-frequency function)描述 群迟延产生信号畸变示意图 接收端信号： 3.6 随参信道 3.6.1 短波电离层反射信道 波长为100 ～10 m ,频率为3～30MHZ的无线电波 3.6.2 对流层散射信道 对流层散射路径示意图 3.7 随参信道特性及对信号传输的影响 随参信道的三个特点：1）衰耗随时间而变 ； 2）时延随时间而变； 3）多径传播 。 随机信号的统计特性用它的概率分布或数学特征表述 例子： 3.8 随参信道特性的改善——分集接收 分集接收(diversity receive)——抗快衰落措施之一 3.10 信道容量(channel capacity) 思想: 在接收端同时分别获得(分散得到) 几个不同路径的信号(相互独立)，然后将这些信号适当合并,构成总的接收信号,其总信号的衰落现象将大大改善. 1、分集方法: 1）空间分集： 用几副天线，各天线间有足够的间距 2）频率分集：用多个不同载频传送同一消息，当各载频相隔比较远，如频差为多径时延的倒数，则各载频信号基本互不相关. 3）角度分集：利用天线波束指向不同，使信号不相关 4）极化分集： 分别接收水平极化波和垂直极化波 2、分集信号的合并 最佳选择式：从几个分散信号中选择信噪比最好的一个 作为接收信号 等增益相加式：将几个分散信号以相同的支路增益进行直接相 加，相加后的信号作为接收信号 最大比值相加：控制各支路增益，使它们分别与本支路的信噪 比成正比，然后再相加获得作为接收信号 的改善 k 最佳选择 等增益合并 最大比值合并 此模型传输特性的公式推导 模型的传输特性为 两径传播模型： 两条路径信号的相对时延差 3.9 信道的加性噪声 加性噪声: 1)人为噪声 2)自然噪声 3)内部噪声 随机噪声 1) 单频噪声:连续波干扰，可视为已调正弦波。占极窄频带 2) 脉冲噪声：时间上无规则地突发的短促噪声。脉冲噪声幅 度大，持续时间短，频谱宽，频率越高，频谱 强度越小 3) 起伏噪声: 热噪声、散弹噪声、宇宙噪声。普遍存在，不 可避免——影响通信的主要因素。 1、热噪声 电子随机运动产生的交流成分，服从高斯分布 2、散弹噪声 真空电子管和半导体器件中电子发射的不均匀引起的，高斯随机过程 3、宇宙噪声 天体辐射波对接收机形成的噪声 结论：三种噪声均可认为是一种高斯噪声，在相当宽的频 率范围内具有平坦的功率谱密度。——高斯白噪声 起伏噪声 从调制信道角度看——带通型噪声 接收转换器——带通滤波器(BPF:Band Pass Filter) ∴输出为窄带高斯噪声 设带通型噪声的功率谱密度 如图示，可由高斯白噪声通过一个带通滤波器得到。 -f0 f0 0 等效噪声带宽 对带宽为 的窄带高斯噪声，可以认为它的功率谱密度在 带宽 内是平坦的。 3.10.1 离散信道的信道容量 设输入为 ，输出为 取统计平均， ——表示发送的每个符号的平均信息量 ——表示发送符号在有噪信道中传输平均丢失的信息 量，或当输出符号已知时输入符号的平均信息量 信息传输速率：信道在单位时间内所传输的平均信息量 ：信息源的信息速率 ：单位时间内对发送x而收到y的条件平均信息量 设单位时间传送的符号数为r,则 无噪声时，信道不存在不确定性，