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 Flayer 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 ACOS 0t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 0 i 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 3 2 1 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