有线信道与无线信道.ppt

第四章 信道 主要研究内容 4.0 信道的基本概念 信道是通信系统必不可少的组成部分，信道特性的好坏直接影响通信系统的总特性。 1.信道的定义： 以传输媒介为基础的信号通路。 由有线或/和无线电线路提供的信 号通路。 指定的一段频带，它让信号通过， 同时又给信号以限制和损害。 4.0 信道的基本概念 2.信道的分类 狭义信道：仅指传输媒介，它包括有线信道和无线信道。 广义信道：不但包括传输媒介，还可能包括有关的器件 (馈线、天线、调制/解调器、编码/译码器) 。 通常分成:调制信道和编码信道。 4.0 信道的基本概念 广义信道关心的是变化的最终结果 而不是物理过程 4.1 无线信道 无线信道中信号的传输是利用电磁波在空间的传播来实现的。其中电磁波的频率受天线尺寸限制。 4.1 无线信道 大气对传播中的电磁波的影响： 反射，散射，吸收和衰减 4.1 无线信道 不同频率的电磁波具有不同的传输能力和特性，导致不同的传波方式： 地波：频率 2 MHz；有绕射能力；数百或数千千米 4.1 无线信道 天波：频率：2 ~ 30 MHz（低频的被吸收掉）；被电离层反射；一次反射距离： 4000 km；寂静区。 4.1 无线信道 增加视线传输距离的途径： 中继通信 无线电中继 卫星通信 平流层通信 4.1 无线信道 散射传播： 电离层散射 机理 － 由电离层不均匀性引起 频率 － 30 ~ 60 MHz 距离 － 1000 km以上 对流层散射 机理 － 由对流层不均匀性（湍流）引起 频率 － 100 ~ 4000 MHz 最大距离 600 km 4.1 无线信道 流星余迹散射 4.2 有线信道 明线：传输损耗低； 易受天气和气候的影响； 对外界噪声干扰明显。 4.2 有线信道 对称电缆：传输损耗比明线大得多，但传输特性比较稳定。 4.2 有线信道 同轴电缆 4.2 有线信道 光纤：损耗低、频带宽、线径细、重量轻、可弯曲半径小、不怕腐蚀、节省有色金属以及不受电磁干扰等优点。 有单模和多模之分（模式就是指路径） 光缆 4.3 信道的数学模型 1 调制信道模型 定义：传输已调信号的信道。 研究的问题：信道输出信号与输入信号之间的关系。 通过对调制信道进行大量的分析 研究，发现它们有如下共性: 调制信道模型 有一对(或多对)输入端，一对（或多对）输出端; 绝大部分信道是线性的； 信号通过信道需要一定的迟延时间； 信道对信号有损耗(固定损耗或时变损耗)； 即使没有信号输入，在信道的输出端仍可能有一定的功率输出(噪声)。 调制信道模型 对于二进制信道： 调制信道模型 结论： 信道对信号的影响可归纳为两点：一是乘性干扰k(t)（依赖于网络的特性，只能用随机过程来表示），二是加性干扰n(t)。 不同特性的信道，仅反映信道模型有不同的k(t)及n(t)。 根据信道中k(t)的特性不同，可以将信道分为： ＊恒参信道: k(t)~t 不变或慢变； ＊变参信道（随参信道）: k(t)~t 随机快变。 编码信道模型 构成：从编码器输出端到译码器输入端的所有转换器及传输媒质，等效一个完成数字序列变换的方框。 特点：输入和输出都是数字序列 研究的问题：是否出现差错，出现的概率 模型：可用数字信号的转移概率来描述 P(0/0) P(1/0) P(1/1) P(0/1) 编码信道模型 转移概率：决定于编码信道的特性；对编码信道做大量的统计分析得到。 正确转移概率：P(0/0)、P(1/1) 错误转移概率：P(1/0)、 P(0/1) 有记忆编码信道和无记忆编码信道 多进制编码信道模型 4.4 信道特性对信号传输的影响 1.恒惨信号特性及其对信号传输的影响 特征：k(t)~t不变或慢变。对信号传输的影响是固定不变的或者是变化极为缓慢。 举例：各种有线信道，超短波及视距波传输，卫星信道等。 模型：线性时不变网络 网络的传输特性： 恒惨信号特性及其对信号传输的影响 （1）信号不失真传输条件： 恒惨信号特性及其对信号传输的影响 （2）幅度－频率畸变 产生的影响： 模拟信号—波形失真 数字信号—码间串扰 解决方法： 改善信道中的滤波性能，使幅 频特性平坦； 均衡器进行线性补偿 恒惨信号特性及其对信号传输的影响 （3）相位－频率畸变 产生的影响：