考研西北工业大《825通信原理》强化精讲信道.ppt

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考研西北工业大《825通信原理》强化精讲信道

●窄带噪声的功率谱密度 ●等效噪声带宽的概念 假设 Pn(ω)在ω0及-ω0处分别有最大值 Pn(ω0)及Pn(-ω0),则该噪声带宽 Pn(ω) fc -fc 0 f Bn Bn Pn(f0) Bn的意义----图中虚线下的面积等于功率谱密度曲线下的面积。 注:此定义适用于今后常见的窄带高斯噪声。 ●窄带高斯噪声功率 * 4.6 信道容量的概念 1. 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(调制信道)。 * 2. 山农定理/公式 对于连续信道,如果信道带宽为B(Hz)并且受到加性高斯白噪声的干扰,则其信道容量C的理论公式为: 其中: n0 ---高斯白噪声的功率谱密度(W/Hz); N---白噪声的平均功率(W); S---信号的平均功率(W); S/N---存在于信道中的信噪比。 意义:当信道特性(B、 S和n0)给定以后,上式表示在具有一定频带宽度的信道中,理论上单位时间内可能传输的信息量的极限数值。 * 3. 关于山农公式的几点讨论 (1)在给定B、S/B的情况下,信道的极限传输能力为C,而且此时能够做到无差错传输(即差错率为零)。 (2)提高信噪比,可提高信道容量。 (3)增加信道带宽,也可有限的增加信道的容量。但 (4)信道容量可以通过系统带宽与信噪比的互换而保持不变。 * 例:设有一幅图像,在电话线上实现传真传输,大约需传2.25×106个象素,每个象素12个亮度电平,电话线有3KHz带宽、30dB信噪比。求:在该标准电话线上传一传真图片需最小传输时间T=? 解:象素信息量 I象素 =log212 =3.58 (bit) 图片信息量 I图象=2.25×106×3.58=8.06×106(bit) 信道容量 C =Blog2(1+ S/N)=3×103log2(1+1000) =29.9×103 (bit/s) 于是 Rbmax = C (一般 Rb≤C) Tmin= I图象 /C = 8.06×106/29.9×103 = 0.269×103s = 4.5(分) 小同轴:B=3MHz →T= 0.27s 大同轴:B=60MHz →T= 0.013s=13ms * 【例4.6.2】已知黑白电视图像信号每帧有30万个像素;每个像素有8个亮度电平;各电平独立、等概出现;图像每秒发送25帧。若要求接收图像信噪比达到30dB,试求所需传输带宽。 【解】每个像素信息量 Ip = -log2(1/ 8) = 3 (b/pix) 每帧图像信息量 IF = 300,000 ? 3 = 900,000 (b/F) 每秒传输25帧图像,要求传输速率 Rb = 900,000 ? 25 = 22,500,000 = 22.5 ? 106 (b/s) 信道的容量Ct必须不小于此Rb值 22.5 ? 106 = B log2 (1 + 1000) ? 9.97 B 所需带宽 B min= (22.5 ? 106) / 9.97 ? 2.26 (MHz) * 第3章 信道 * 第3章 信道 * 第4章 信道与噪声 通信原理 专业课强化精讲课程 第3讲 信道与噪声 * 第4章 信道与噪声 任何一个通信系统,从大的方面均可视为由发送端、信道和接收端三大部分组成。因此,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。 信道的概念;恒参信道特性及其对信号传输的影响;随参信道特性及其对信号传输的影响;信道的加性噪声;信道容量的概念。 * 4.1 信道的基本概念 4.1.1 信道的定义 通俗地说,信道是指以传输媒介为基础的信号通路; 具体地说,信道是由有线或/和无线电线路提供的信号通路; 抽象地讲,信道是指定的一段频带,它让信号通过,同时又给信号以限制和损害。 常用的传输媒质: (1)架空明线、电缆、光导纤维(光缆)、波导传播; (2)中长波地表波传播、短波电离层反射、对流层散射、超短波及微波视距传播(含卫星中继)、光波视距传播。 * 4.1.

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