第4章 信道.ppt

* 信 源 发送端 接收端 信道编码 调 制 信 道 压缩编码 解 调 信 宿 必威体育官网网址解码 信道解码 压缩解码 必威体育官网网址编码 噪声 同步 信源编码 信源解码 数字通信系统模型 信道－信道模型 * 信道－信道模型 1. 调制信道模型 ★ 对于单“端对”信道： ei(t) eo(t) 时变线性 网络 eo(t) = f [ei(t)] + n(t) * 信道－信道模型 通常，f [ei(t)] 可以表示为：k(t) ei(t)， 此时， eo(t) = k(t)ei(t) + n(t) 其中k(t)表示时变线性网络的特性 ，称为乘性干扰。 k(t)是一个复杂的函数，反映信道的衰减、线性失真、非线性失真、延迟 … 等。 最简单情况：k(t) = 常数，表示衰减。 当k(t) =常数，称为恒(定)参(量)信道 例如，同轴电缆 当k(t)?常数，称为随(机)参(量)信道 例如，移动蜂窝网通信信道 eo(t) = f [ei(t)] + n(t) * 信道－信道模型 2. 编码信道模型 ★ 二进制信号、无记忆信道： 其中，P(0/0), P(1/1) － 正确转移概率 P(0/1), P(1/0) － 错误转移概率 转移概率 － 决定于编码信道的特性。 且有： P(0/0) = 1 - P(1/0)；P(1/1) = 1 - P(0/1) 0 1 1 0 P(0/0) P(0/1) P(1/1) P(1/0) * 信道－信道模型 ★ 四进制编码信道模型： 0 1 2 3 3 2 1 0 接收端 发送端 * 信道 1. 恒参信道对信号传输的影响 ★ 非时变线性网络。其振幅-频率特性 f (Hz) 300 3000 0 衰耗 (dB) 理想特性 典型音频电话信道特性 五、信道特性对信号传输的影响 * 信道－信道特性对信号传输的影响 1. 恒参信道对信号传输的影响 其相位-频率特性： ω ? (?) 0 理想特性 理想特性 ? (?) ? 0 ω ? (?) 0 理想特性 * 信道－信道特性对信号传输的影响 畸变的影响: 波形失真（相位失真）、码间串扰。 线性失真: 频率失真和相位失真－ 属于线性失真 可用“线性补偿网络”纠正，－ “均衡” 非线性失真:振幅特性非线性、频率偏移、相位抖动 … 非线性失真 － 难以消除 * 信道－信道特性对信号传输的影响 2.变参信道对信号传输的影响 （1）变参信道的共性 ： － 衰落: 衰减随时间变化； － 传输时延:随时间变化； － 多径效应: 快衰落。 * 信道－信道特性对信号传输的影响 （2）接收信号的特性: 设发送信号为Acos ?0t，则经过n条路径传播后的接收信号R(t)可以表示为： 式中 ri (t) － 第 i 条路径的接收信号振幅； ?i (t) － 第 i 条路径的传输时延； ?I (t) = - ?0 ?i (t) X c (t) X s (t) * 信道－信道特性对信号传输的影响 式中： V(t) － 合成波R(t)的包络; 〖多径衰落〗 ?(t) － 合成波R(t)的相位。 即有： 由于，相对于?0而言，ri(t)和?i(t)变化缓慢，故Xc(t), Xs(t)及V(t), ?(t)也是缓慢变化的。 所以，R(t)可以视为一个窄带信号（随机过程）。 * 信道－信道特性对信号传输的影响 由下式可见： 原发送信号Acos?0t，经过传输后： 恒定振幅A，变成慢变振幅V(t); 恒定相位0，变成慢变相位?(t)； 因而，频谱由单一频率变成窄带频谱。 t f f0 * 信道－信道特性对信号传输的影响 （3）三类信号： * 确知信号 * 随相信号 * 起伏信号 返回 * 信道中的噪声 1. 按照来源分类： 人为噪声：电火花、家用电器… 自然噪声：闪电、大气噪声、热噪声… 2. 按照性质分类： 脉冲噪声：电火花 窄带噪声：相邻电台或其它电子设备 起伏噪声：热噪声 ★ 今后讨论通信系统时主要涉及： 白噪声 － 热噪声是一种典型白噪声。 返回 * 信道容量 一、信道容量的定义 在信息论中，称信道无差错传输信息的最大信息速率为信道容量，记之为C。 信道可以分为：离散信道（编码信道）和连续信道（