各种类型信道浅析.ppt

第三节 信道的数学模型 一、调制信道模型 恒参信道对信号传输的影响是确定的或者是变化极其缓慢的。因此，其传输特性可以等效为一个线性时不变网络。只要知道网络的传输特性，就可以采用信号与系统的分析方法，分析信号通过信道后的变化规律。 线性网络的传输特性可以用幅度频率特性和相位频率特性来表征。 现在我们首先讨论理想情况下的恒参信道特性。 第五节 信道的噪声 第六节 信道容量 第六节 信道容量 随参信道中传输媒质的特性对信号传输的影响是最主要的。通过对短波电离层反射信道和对流层散射信道这两种典型随参信道的分析知，随参信道的传输媒质具有以下三特点 (1) 对信号的衰耗随时间随机变化；  (2) 信号传输的时延随时间随机变化；  (3) 多径传播。  由于随参信道比恒参信道复杂得多，它对信号传输的影响也比恒参信道严重得多。 第四节 信道特性及对信号传输的影响 二、随参信道对信号传输的影响 设发射波为Acosω0t, 则经过n条路径传播后的接收信号为 式中 μi(t) —— 第i条路径的接收信号振幅； τi(t) ——第i条路径的传输时延，它随时间不同而变化； ψi(t)=-ω0τi(t) 1、多径传播后的接收信号 窄带随机过程 第四节 信道特性及对信号传输的影响 二、随参信道对信号传输的影响 随参信道对信号传输的影响： 第一，从波形上（时域）看，多径传播的结果使确定的载波信号Acosω0t变成了包络和相位受到调制的窄带信号，这样的信号通常称之为衰落信号； 第二，从频谱上（频域）看，多径传输引起了频率弥散，即由单个频率变成了一个窄带频谱。 1、多径传播后的接收信号 第四节 信道特性及对信号传输的影响 二、随参信道对信号传输的影响 (1)推导 任一时刻t1上， 是n个随机变量之和，每个随机变量是独立的，n无穷大时，按照中心极限定理， 是高斯随机变量。 从而, 是高斯过程,所以,R(t)是窄带高斯过程。其振幅服从一维瑞利分布，相位服从均匀分布。 2、多径接收信号振幅与相位的统计特性 第四节 信道特性及对信号传输的影响 二、随参信道对信号传输的影响 （1）瑞利型衰落：信号的包络服从瑞利分布律的衰落。 （2）频率选择性衰落：信号频谱中某些频率分量的衰落。 2、多径接收信号振幅与相位的统计特性 (2)衰落 第四节 信道特性及对信号传输的影响 二、随参信道对信号传输的影响 设f(t)的频谱密度函数为F(ω)，即有 f(t)?F(ω) 则 V0f(t-t0)?V0F(ω)e-jωt0 V0f(t-t0-τ)?V0F(ω)e-jω(t0+ τ) V0f(t-t0)+V0f(t-t0-τ)? V0F(ω)e-jωt0 (1+e-jω τ) 于是，两径传输模型的传输特性为 H(ω)= V0e-jωt0 (1+e-jω τ) V0e-jωt0 1+e-jω τ 其等效传输模型为 2、多径接收信号振幅与相位的统计特性 (2)衰落 第四节 信道特性及对信号传输的影响 二、随参信道对信号传输的影响 (1+e-jω τ)网络的模特性（幅度-频率特性） (1+e-jω τ) ?=? 1+cos ωτ -jsinωτ ? =?2cos2(ωτ /2)-j2sin (ωτ /2)cos(ωτ /2)?=2?cos(ωτ /2)? π/τ 2π/τ 3π/τ 4π/τ ω 2 O |(1+e-jω τ)| 2、多径接收信号振幅与相位的统计特性 (2)衰落 第四节 信道特性及对信号传输的影响 二、随参信道对信号传输的影响 结论：由此可见，对不同的频率，两径传播的结果将有不同的衰减，这就是所谓的频率选择性衰落。显然，当一个传输波形的频谱宽于1/τ(t)时[τ(t)表示有时变的相对时延]，传输波形的频谱将受到畸变。 设多径传播的最大时延差为τm，定义 ?f=1/τm 频率间隔为多径传播介质的相关带宽。 2、多径接收信号振幅与相位的统计特性 (2)衰落 第四节 信道特性及对信号传输的影响 二、随参信道对信号传输的影响 为了不引起明显的选择性衰落，传输信号的频带必须小于多径传输介质的相关带宽?f 。 多径效应会