通信原理国防第六版第四章信道.pptxVIP

;第4章学习目标;作业P85;信道是指信号的传输媒质。这种信道称为狭义信道； 如果信道不仅是传输媒质，而且包括通信系统中的一些转换装置，这种信道称为广义信道。;本本章章重重点点介介绍绍信信道道传传输输特特性性和和噪噪声声的的特特性性，，及及其其对对于于信信号号传传输输的的影影响响。。;4.1 无线信道;传播路径;d;图4-7 对流层散射通信;–流星余迹散射;4.2 有线信道;–对称电缆 组成：对称电缆是在同一保护套内有许多对相互绝缘的双绞线的传输媒质。;优点：与外界间相互干扰小；传输特性比较稳定，并且价格便宜、安装容易。 缺点：电缆的传输损耗比较大（线径细）。主要应用：用户电话接入线。;–同轴电缆;优点：与外界间相互干扰小（外导体接地，电屏蔽作用好）；带宽大。 缺点：成本高（与对称电缆相比）。 主要应用：广泛。有线电视网络中大量采用这种结构的同轴电缆。;– 光纤 组成：以光导纤维为传输媒质，光波作为载波的信道。 优点：传输损耗小（可长距离无中继传输），频带宽（容量大），重量轻，线径细（可弯曲半径小），耐腐蚀，不受电磁干扰等。 主要应用：目前在长距离干线上应用较广。据估计有可能最终全面取代电缆。;4.3 信道的数学模型;调制信道和编码信道;调制信道可以用一个二端口(或多端口)线性 时变网络来表示，这个网络便称为调制信道模型。;二端口的调制信道模型， 其输出与输入的关系有;f[ei(t)]反映了信道特性，不同的物理信道具有不同的特性,有的物理信道f[ei(t)]很简单，有的物理信道f[ei(t)]很复杂。为了进一步理解信道对信号的影响, 我们设想：;通常信道特性k(t)是一个复杂的函数，它可能包括各种线性失真、非线性失真、失调失真、衰落等。同时由于信道的迟延特性和损耗特性随时间作随机 变化，故k(t)往往只能用随机过程来描述。但经大量观察表明： 有些信道的k(t)基本不随时间变化，有些却随机快变化。 信道分为两大类：一类是k(t)基本不随时间变化，即信道对信号的影响是固定的或变化极为缓慢的，这类信道称为恒定参量信道，简称恒参信道；另一类信道是传输函数k(t)随时间随机快变化， 这类信道称为随机参量信道，简称随参信道。;4.3.2 编码信道 所谓编码信道是指上图中编码器输出端到译码器输入端的部分。即编码信道包括调制器、调制信道和解调器。 编码信道与调制信道模型有明显的不同，是一种数字信道或离散信道。编码信道输入是离散的时间信号，输出也是离散的时间信号，对信号的影响则是将输入数字序列变成另一种输出数字序列。由于信道噪声或其他因素的影响，将导致输出数字序列发生错误，因此输入、输出数字序列之间的关系可以用一组转移概率来表征。;二进制编码信道模型;P(0)和P(1)分别是发送“0”符号和“1”符号的先验概率;在如图所示的编码信道模型中，假设前后码元发生的错误是统计独立的，即一个码元的错误和前后码元是否发生错误无关，因此这种信道是无记忆编码信道。根据无记忆编码信道的性质可以得到;4.4 信道特性对传输信号的影响;1. 理想恒参信道特性;幅频特性;理想信道的幅频特性、 相频特性和群迟延特性曲线如下图所示。;理想恒参信道的冲激响应为;由理想的恒参信道特性可知，在整个频率范围;如果信道的幅度-频率特性在信号频带范围之内不是常数，则会使信号产生幅度-频率失真； 如果信道的相位-频率特性在信号频带范围之内 不是ω的线性函数， 则会使信号产生相位-频率失真。;如图所示是典型音频电话信道的幅度衰减特性。由图可见，衰减特性在 300~3000 Hz频率范围内比较平坦；300Hz以下和3000Hz以上衰耗增加很快，这 种衰减特性正好适应人类话音信号传输。;相位-频率失真;可以看出，相频特性和群迟延频率特性都偏离了理想特性的要求，因此会使信号产生严重的相频失真或群迟延失真。 在话音传输中，由于人耳对相频失真不太敏感，因此相频失真对模拟话音传输影响不明显。 如果传输数字信号， 相频失真同样会引起码间干扰，特别当传输速率较高时，相频失真会引起严重的码间干扰，使误码率性能降低。 由于相频失真也是线性失真，采用均衡器对相频特性进行补偿， 改善信道传输条件。;2 随参信道特性;（1） 多径衰落与频率弥散 由于多径传播，A站天线发射的信号经过多条不同的路径到达B站。假设发送信号为单一频率正弦波，即 s(t)=A cosω0t 多径信道一共有n条路径，各条路径具有时变衰耗和时变传输时延且从各条路径到达接收端的信号相互独立，则接收端接收到的合成波为;式中， μi(t)为从第i条路径到达接收端的信号振幅， τi(t)为第i条路径的传输时延。;上式可变换为;因此， 当n足够大时， Xc(t)和Xs(t)都趋于正态分布。;由第3章随机信号分析理论我们知道， 包络V(t) 的一维分布