通信原理课件2第三章信道与干扰.pptVIP

第三章 信道与干扰 §3.1 概 述 研究“信道与干扰”的意义 一、信道的定义 狭义信道 传输信号的物理媒质有多种，常用的有： 有线信道：架空明线、电缆（同轴电缆、平衡电缆）光纤、等等 无线信道：中长波地表面传播、超短波及微波视距传播，毫米波波导传播、短波电离层反射、超短波流星余迹散射、超短波及微波对流层散射、超短波电离层散射、超短波视距绕射等等。 广义信道 调制信道 编码信道 二、信道模型 调制信道 调制信道 调制信道对信号的影响 编码信道 编码信道 §3.2恒参信道及其对信号传输的影响 3.2.1 恒参信道举例 恒参信道是由架空明线、电缆、中长波地波传播，超短波及微波视距传播，人造为心卫星中继，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、架空明线、多芯电缆和光纤。 双绞线 双绞线 同轴电缆 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(如图所示)。 同轴电缆 同轴电缆的这种结构使其具有高带宽和较好的抗干扰特性，并且可在共享通信线路上支持更多的点。 按特性阻抗数值的不同，同轴电缆又分为两种， 一种是50Ω的基带同轴电缆 另一种是75Ω的宽带同轴电缆。 架空明线 架空明线，即在电线杆上架设的互相平行而绝缘的裸线，它是一种在20世纪初就已经大量使用的通信介质。 架空明线安装简单，传输损耗比电缆低，但通信质量差，受气候环境等影响较大并且对外界噪声干扰比较敏感，因此，在发达国家中早已被淘汰，在许多发展中国家中也已基本停止了架设，但目前在我国一些农村和边远地区或受条件限制的地方仍有不少架空明线在工作着。 优缺点 明线（即平行绝缘线） 优点：传输损耗低 缺点：噪声干扰敏感 对称电缆（拧成扭绞状的电缆） 优点：较稳定 缺点：损耗较大 同轴电缆 优点：外导体接地、屏蔽干扰 LAN用基带：50Ω、93Ω CATV：75Ω 光纤 光纤 光纤呈圆柱形，由芯、封套和外套三部分组成(如图所示)。 芯是光纤最中心的部分，它由一条或多条非常细的玻璃或塑料纤维线构成。 每根纤维线都有它自己的封套。由于这一玻璃或塑料封套涂层的折射率比芯线低，因此可使光波保持在芯线内。 环绕一束或多束有封套纤维的外套由若干塑料或其它材料层构成，以防止外部的潮湿气体侵入，并可防止磨损或挤压等伤害。 光纤通信系统组成 多模光纤和单模光纤 根据光纤传输数据模式的不同，它可分为多模光纤和单模光纤两种。 多模光纤意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,如图 (a)所示。这种光纤所含纤芯的直径较粗。 单模光纤意指光在光纤中的传播没有反射，而沿直线传播,如图 (b)所示。这种光纤的直径非常细，就像一根波导那样，可使光线一直向前传播。这两种光纤的性能比较见表。 多模光纤和单模光纤 多模光纤和单模光纤 单模光纤与多模光纤的比较 光纤 光纤不易受电磁干扰和噪声影响，可进行远距离、高速率的数据传输，而且具有很好的必威体育官网网址性能。 但是，光纤的衔接、分岔比较困难，一般只适应于点到点或环形连接。 FDDI(光纤分布数据接口)就是一种采用光纤作为传输介质的局域网标准 无线电视距中继 无线电视距中继 无线电中继信道的构成 卫星中继信道 3.2.2 数字信号在恒参信道中传输受到的主要影响 噪声影响 噪声的克服 线性畸变 幅频畸变 实际信道的幅频特性 克服幅频畸变的措施 相频畸变 相频畸变的影响 群时延特性 相频特性不理想的影响 §3.3 变参信道及其对信号传输的影响 典型随参信道 （1）对流层散射 （2）流星余迹散射 （3）电离层反射和散射 变参信道的共同特点 多径传输 多径传输 二、变参信道对信号传输的影响 频率弥散与快衰落 瑞利衰落 频率弥散与时间选择性衰落 频率弥散产生时间选择性衰落（也称快衰落），由信道时变性引起，具体体现之一是多普勒频移。 相干时间是最大多普勒频移fm的倒数，表明信道冲击响应维持不变的时间间隔统计平均值，在此时间间隔内，两个到达信号具有很强的幅度相关性。 如果符号间隔大于信道的相干时间，那么信号的波形可能会发生变化，造成信号畸变，产生时间选择性衰落。反之，如果符号宽度小于相干时间，则认为是非时间选择性衰落，即慢衰落。 频率选择性衰落 两径衰落 §3.4 变参信道特性的改善（分集接收） 快衰落信号特点 分集接收 §3.4 信道的加性噪声 噪声是我们生活中出现频率颇高的一个词，也是通信领域中与信号齐名的高频度术语。 但通信领域中所谓的噪声不同于我们所熟悉的以音响形式反映出来的各种噪声(如交通噪声、风声、雨声、人们的吵闹声、建筑工地的机器轰鸣声等等)，它其实是一种不携带有用信息的电信号，是对有用信号以外的一切信号的统称。 概括地讲，