第2章 信道与噪声.ppt

2017-5-28 1 复习与小结 1. 对于模拟通信来说，系统的有效性和可靠性具体可用（ ）和（ ）来衡量。 对于数字通信系统而言，系统的可靠性和有效性具体可用（ ）和（ ）来衡量。 2.平均信息量： 3.传码率与传信率的关系： 2017-5-28 2 4. 码元速率不变，二进制信息速率与多进制信息速率之间的关系： 系统信息速率不变，多进制码元速率与二进制码元速率之间的关系： 5. 误码率 ： 6.误信率 ： 2017-5-28 3 第2章 信道与噪声 2.1 信道的基本概念 2.2 恒参信道及其对所传信号的影响 2.3 随参信道及其对所传信号的影响 2.4 信道的加性噪声 2.5 通信中的常见噪声 2.6 信道容量的概念 2017-5-28 4 2.1 信道的基本概念 2.1.1 信道的定义 信道，通俗地说，是指以传输媒质为基础的信号通路。具体地说，信道是指由有线或无线电线路提供的信号通路。信道的作用是传输信号，它提供一段频带让信号通过，同时又给信号加以限制和损害。 2017-5-28 5 2.1.2 信道的分类 信道可大体分成：狭义信道和广义信道。 1. 狭义信道 狭义信道是指在发端设备和收端设备中间的传输媒介，它包括有线信道和无线信道。 2. 广义信道 广义信道通常也可分成两种，调制信道和编码信道。 6 1 信道的定义与分类（续） 调制信道与编码信道 调制器中含发滤波器，解调器中含收滤波器 收、发转换器：放大，频率变换等功能 图 调制信道与编码信道 2017-5-28 7 2.1.3 信道的数学模型 1.调制信道模型 调制信道的范围是从调制器输出端到解调器输入端。通常它具有如下性质： （1）有一对(或多对)输入端和一对(或多对)输出端； （2）绝大部分信道都是线性的，即满足叠加原理； 2017-5-28 8 （3）信号通过信道会出现迟延时间； （4）信道对信号有损耗它包括固定损耗或时变损耗； （5）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）。 2017-5-28 9 对于二对端的信道模型来说，其输出与输入之间的关系式可表示成： 将上式进一步简化可以写成： 这样信道对信号的影响可归纳为两点：一是乘性干扰k(t)，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)。 2017-5-28 10 根据信道中k(t)的特性不同，可以将信道分为：恒参信道和随参信道。 2. 编码信道模型 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可用一个完成数字序列变换的方框加以概括，此方框称为编码信道。 编码信道的模型可用数字信号的转移概率来描述。 2017-5-28 11 模型中，把 、 、 、 称为信道转移概率。以 为例，其含义是“经信道传输，把0转移为1的概率”。 12 3 信道举例 明线 最早发展和使用的传输介质。它是由电线杆支持，架设在地面的平行而相互绝缘裸线线路，其导线采用钢、铝或铜线，线径为3-4mm。 明线易受气候影响和外界电磁扰的影响，通信质量不稳定，且衰耗大，容量小。 它的优点是敷设技术简单、价格便宜。 13 明线 14 3 信道举例（续） 双绞线 双绞线由绞合在一起的一对导线组成，具有较强的抗干扰能力。 双绞线的主要缺点是不适于远距离传输。 许多对位于同一保护套内相互绝缘的双绞线可以构成对称电缆。 对称电缆的传输损耗比明线大得多，但其传输特性比较稳定。 15 对称电缆：双绞线 16 对称电缆：双绞线 17 3 信道举例（续） 同轴电缆 同轴电缆共有四层。它的内部共有两层导体排列在同一轴上，所以称为“同轴”。 外导体是一个圆柱形的空管（在可弯曲的同轴电缆中，它可以由金属丝编织而成），内导体是金属线（芯线）。它们之间填充着介质。 几根同轴线管往往套在一个大的保护套内，另外还装入一些二芯扭绞线对或四芯线组，作为传输控制信号之用。 18 同轴电缆 同轴电缆截面示意图 双同轴电缆及6芯接头 19 同轴电缆 基站用射频同轴电缆 (50Ω同轴电缆) 射频同轴电缆 20 3 信道举例（续） 光纤的结构 60年代，发明激光器,1966年高锟博士提出以光导纤维为传输介质。1000dB/Km衰减很大。 21 3 信道举例（续） 光纤的优点 通信容量大：750亿 损耗低，传输距离长 不受电磁干扰，通信