通信原理教程(第三版)第1章

1、1 2 3 4 5 6 7 8 码元码元 模拟信号 模拟信号 数字信号 数字信号 t t tt 模拟信号和数字信号模拟信号和数字信号 9 10 数字信号波形的失真和恢复数字信号波形的失真和恢复 (a) 失真的数字信号波形失真的数字信号波形(b) 中继站整形后的中继站整形后的 数字信号波形数字信号波形 11 12 数字通信系统模型数字通信系统模型 发送端发送端接收端接收端 信信 源源 信道编码信道编码 调调 制制 信信 道道 压缩编码压缩编码 解解 调调 信信 宿宿 保密解码保密解码 信道解码信道解码 压缩解码压缩解码 保密编码保密编码 噪噪 声声 同同 步步 信源编码信源编码 信源解码信源解码

2、 13 模拟通信系统模型模拟通信系统模型 发送端发送端 接收端接收端 噪噪 声声 调调 制制 信信 道道 解解 调调 信信 宿宿 信信 源源 14 15 16 17 18 19 20 21 22 对流层对流层 地球地球 010 km 电离层电离层 60300 km 平流层平流层 23 地球地球 24 25 地 面 信号信号传播路径传播路径 地地 面面 图 1.4.2 天波传播 26 h r 地面 dd D r 2 2dhrh 27 图1.4.4 无线电中继 28 29 30 频率(GHz) (a) 氧气和水蒸气（浓度7.5 g/m3）的衰减 频率(GHz) (b) 降雨的衰减 衰减 (dB/k

3、m) 衰减 (dB/km) 水蒸气 氧气 降雨率 图1.4.5 大气衰减 31 图1.4.6 对流层散射通信 地球 有效散射区域 地 球 图1.4.7 流星余迹散射通信 32 移动 交换 中心 电话 交换 中心 33 图图1.4.8 同轴电缆截面示意图同轴电缆截面示意图 导体导体绝缘层绝缘层 34 信道类型信道类型通话容量（路）通话容量（路）频率范围频率范围(kHz)传输距离传输距离(km) 明线明线1+30.327300 明线明线1+3+120.3150120 对称电缆对称电缆241210835 对称电缆对称电缆60122521218 小同轴电缆小同轴电缆300601 3008 小同轴电缆小

4、同轴电缆960604 1004 中同轴电缆中同轴电缆1 8003009 0006 中同轴电缆中同轴电缆2 70030012 0004.5 中同轴电缆中同轴电缆10 80030060 0001.5 35 n1n2 折射率 折射率 n1n2 2a 光波波长（nm） 1.55 m 1.31 m 0.7 0,9 1.1 1.3 1.51.7 36 37 38 39 40 0 1 2 33 2 1 0 接收端 发送端 41 f (Hz) 3003000 0 衰耗衰耗 (dB) 理想特性理想特性 典型音频电话信道特典型音频电话信道特 性性 42 0 A f (a) 频率失真信道特性频率失真信道特性 0 A

5、 f (b) 线性补偿网络特性线性补偿网络特性 0 A f (c)补偿后信道特性补偿后信道特性 43 ( ) 0 理想特性理想特性 理想特性 () 0 44 直线 非线性关系 输入电压 输出电压 图图1.4.13 非线性特性非线性特性 45 设发送信号为设发送信号为A cos 0t，则经过，则经过n条路径传播后的接收信号条路径传播后的接收信号 R (t)可以表示为：可以表示为： 式中式中 ri (t) 第第 i 条路径的接收信号振幅；条路径的接收信号振幅； i (t) 第第 i 条路径的传输时延条路径的传输时延 i (t) = - 0 i (t) X c (t)X s (t) n 1i n 1

6、i i0ii0i )t (tcos) t (r)t (t cos) t (r) t (R n 1i n 1i 0ii0ii tsin) t (sin) t (rtcos) t (cos) t (r) t (R 46 式中式中 V(t) 合成波合成波R(t)的包络的包络; 多径衰落多径衰落 (t) 合成波合成波R(t)的相位。的相位。 即有即有 由于，相对于由于，相对于 而言，而言，ri(t)和和 i(t)变化缓慢，故变化缓慢，故Xc(t), Xs(t)及及V(t), (t) 也是缓慢变化的。也是缓慢变化的。 所以，所以，R(t)可以视为一个窄带信号（随机过程）。可以视为一个窄带信号（随机过程）

7、。 )t (tcos) t (Vtsin) t (Xtcos) t (X) t (R 00s0c ) t (X ) t (X arctan) t ( ) t (X) t (X) t (V c s 2 s 2 c 47 )t (tcos) t (V) t (R 0 t f f0 48 设：只有两条多径传播路径，且衰减相同，时延不同；设：只有两条多径传播路径，且衰减相同，时延不同； 发射信号为发射信号为f(t)，接收信号为，接收信号为af(t - 0)和和af(t - 0 - )； 发射信号的频谱为发射信号的频谱为F( )。 则有则有 f(t) F( ) af(t - 0) a F( ) e-j 0 af(t - 0 - ) a F( ) e-j ( 0 + ) af(t - 0) + af(t - 0 - ) a F( ) e-j 0 (1+e-j) H( ) = a F( ) e-j 0 (1+e-j)/F( ) = ae-j0