现代通信原理第3章信道与噪声.ppt
第 三 章信 道 与 噪 声,现代通信原理,2,一、信 道,3,（一）定义及分类,4,1.狭义信道-信号的物理传输媒质。分类：有线信道(有形而看得见,摸得着!)无线信道(无形而看不见,摸不着！)2广义信道-信号的传输通道（传输系统）定义:传输媒介（狭义信道）+有关转换器 分类：调制信道；编码信道,定义及分类,5,（二）信道的数学模型,6,调制信道的共性(P33)：（1）有一对(或多对)输入和输出端（2）绝大部分信道是线性的，满足叠加定理（3）具延迟作用和损耗（4）无输入时（0输入）也有输出噪声 模型时变线性网络,1.调制信道模型,7,调制信道分类,据k（t）分:恒参信道-k(t)不随时间变化(或变化缓慢)随参信道-k(t)随时间随机变化,8,2.编码信道模型及分类,(1)特点:,无记忆编码信道（模型见教材）有记忆编码信道,9,(三)恒参信道及对被传信号的影响,10,1、常见恒参信道,11,（1）有线电信道,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：50、93 CATV：75,12,（2）光纤信道,组成：,解调电信号,13,（3）无线视距中继信道超短波、微波,14,使用微波频段使用转发器接收和转发,（4）卫星中继通信,15,2.恒参信道对被传信号的影响,16,（1）模型与特性,模型-线性非时变网络特性（从系统的观点）-幅频、相频特性,17,（2）影响,幅-频畸变 由来:幅频特性不理想造成 例:电话线传输特性：影响 模拟信号波形失真 数字信号产生ISI 解决方法 控制畸变、使用畸变较小区域 均衡（收端加线性补偿网络-特性补偿）,衰减特性,18,相频畸变,由来:相频特性不理想造成 影响？特性的衡量 用群迟延特性衡量-()=（）迟延不一定引起ISI,减小相频畸变（群延迟畸变）措施？-时域均衡（数字通信时）,19,非线性畸变：信道部件非线性特性不理想造成 不易消除 频率偏移（指载频（射频）的随机漂移）相位抖动（随机抖动）,其它畸变,20,(四)随参信道及对被传信号的影响,21,1 随参信道举例,22,短波：波长:100-10m的无线电波 分类：沿地表传播的“地波”由电离层反射传播的“天波”,传播路径 电离层（F layer)离地60-600km的大气层 电离层分四层：D、E、F1、F2,短波电离层反射信道,23,多径传播现象,原因：（1）电波一次、多次反射（2）反射距离不同（3）漫射现象（4）地球磁场引起的电波分裂（寻常波和非寻常波）,24,2 随参信道的特点(共性),对信号的衰耗随时间变 传输时延随时间变 多径传播,25,3 随参信道对被传信号的影响,26,（1）发射单频信号时，产生？,设发送信号：S（t）=ACOS0t则接收信号：,其中：i（t）为第i路径收信号的振幅 i（t）为第i路径收信号的传输时延 i（t）=0i（t）,27,(2）频率选择性衰落(P50),-以两经传播为例分析,设信号经两路径到收端,且两路径具相同传输损耗V0和一个相对时延差,可用下线性网络表信道模型,28,则,H()的获得,设,输出信号为:,29,H()的分析,对被传信号的影响?,30,4.分集接收技术（简介）-改善随参信道特性,31,(1)原理,若把各径信号“适当地”合并，可减小衰落,分集的含义-使各路径信号相互独立适当合并系统性能,快衰落信道收到的是各径信号的合成,32,空间分集：使用多个天线 频率分集：用多个频率传同一信息 角度分集：天线指向不同 极化分集：接收水平、垂直极化波,(2)分集方式,33,最佳选择式：选择信噪比最好的一个接收 等增益相加式：各支路等增益相加 最大比值相加式：使增益和本支路信噪比成正比后相加 性能：321,(3)信号合并方式,34,二 信道的加性噪声,35,1.来源、分类及统计特性,36,外台信号 人为施放的干扰源 工业点火辐射 荧光灯干扰 闪电 大气中的电暴 银河系噪声 其它宇宙噪声 热噪声 霰弹噪声11 电源哼声12 接触不良13 自激振荡14 各种内部谐波干扰,噪声来源及分类,37,2.噪声带宽及信道容量,38,起伏噪声共性 可近似为G.W 经BPF后为窄带G.RP调制信道（经滤波器后）的加性噪声可近似为 窄带高斯噪声 噪声带宽Bn,噪声带宽（如何确定？）,39,信道容量概念,含义:信道容量-G.W背景下,且信道带宽与有用信号功率受限下,调制信道无差错地传输数据信号的极限速率称 定义:设加性噪声为Pi()=n0/2的G.W 信道工作频带为B(Hz)有用信号功率为S(W),则信道容量由香农公式决定:,C=Blog2(1+S/N)=Blog2(1+S/n0B)-连续信道的,
