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1 无线信道 2 有线信道 3 信道数学模型 4 信道特性对信号传输的影响 5 信道中的噪声 6 信道容量 二 电磁波的分类： 1 地波 频率 2 MHz 有绕射能力 距离：数百或数千千米 2 天波 频率：2 ~ 30 MHz 特点：被电离层反射 一次反射距离： 4000 km 寂静区 3 视线传播： 频率 30 MHz 距离: 和天线高度有关 式中，D – 收发天线间距离(km)。 [例] 若D = 50 km，则 增大视线传播距离的其他途径 中继通信 卫星通信：静止卫星、移动卫星 平流层通信 电离层对于传播的影响 反射 散射 大气层对于传播的影响 散射 吸收 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 二 对称电缆：由许多对双绞线组成 四 光纤 结构 纤芯 包层 按折射率分类 阶跃型 梯度型 按模式分类 多模光纤 单模光纤 式中 － 信道输入端信号电压； － 信道输出端的信号电压； － 噪声电压。 随参信道：又称时变信道，信道参数随时间而变。 随参信道举例：天波、地波、视距传播、散射传播… 多径效应：信号经过几条路径到达接收端，而且每条路径的长度（时延）和衰减都随时间而变，即存在多径传播现象。 热噪声 来源：来自一切电阻性元器件中电子的热运动。 频率范围：均匀分布在大约 0 ～ 1012 Hz。 热噪声电压有效值： 式中 k = 1.38 ? 10-23（J/K） － 玻尔兹曼常数； T － 热力学温度（K）； R － 阻值（?）； B － 带宽（Hz）。 性质：高斯白噪声 按噪声性质分类 脉冲噪声：是突发性地产生的，幅度很大，其持续时间比间隔时间短得多。其频谱较宽。电火花就是一种典型的脉冲噪声。 窄带噪声：来自相邻电台或其他电子设备，其频谱或频率位置通常是确知的或可以测知的。可以看作是一种非所需的连续的已调正弦波。 起伏噪声：包括热噪声、电子管内产生的散弹噪声和宇宙噪声等。 讨论噪声对于通信系统的影响时，主要是考虑起伏噪声，特别是热噪声的影响。 无噪声信道 信道模型 发送符号和接收符号 有一一对应关系。 此时P(xi /yj) = 0； H(x/y) = 0。 因为，平均信息量 / 符号 ＝H(x) – H(x/y) 所以在无噪声条件下，从接收一个符号获得的平均信息量为H(x)。而原来在有噪声条件下，从一个符号获得的平均信息量为[H(x)－H(x/y)]。这再次说明H(x/y)即为因噪声而损失的平均信息量。 二进制信源的熵 设发送“1”的概率P(1) = ?， 则发送“0”的概率P(0) ＝ 1 - ? 当? 从0变到1时，信源的熵H(?)可以写成： 按照上式画出的曲线： 由此图可见，当? ＝ 1/2时， 此信源的熵达到最大值。 这时两个符号的出现概率相等， 其不确定性最大。 f [ei(t)] e0(t) ei(t) n(t) 图 16 调制信道数学模型 3.1调制信道数学模型 信 道 因k(t)随t变，故信道称为时变信道。 因k(t)与 相乘，故称其为乘性干扰。 因k(t)作随机变化，故又称信道为随参信道。 若k(t)变化很慢或很小，则称信道为恒参信道。 乘性干扰特点：当没有信号时，没有乘性干扰。 信 道 3.1调制信道数学模型 3.1 信道数学模型 (调制信道数学模型) 调制信道(模拟信道)对信号(模拟信号)传输的影响： 衡量调制信道(模拟信道)优劣的标准： 模拟信道 输出信号 输入信号 噪声n(t) 无失真、无畸变 有失真、有畸变 有失真、有畸变 失真原因： ■噪声的影响 ■信道(线性系统)特性不理想 ■信道特性时变 ■失真度或畸变度 ■信噪比(输出信号功率与输出噪声功率之比）或信干比 有些失真在接收端往往无法察觉，难以去除。 信 道 3 信道数学模型（调制信道与编码信道） 3.2 编码信道数学模型 产生失真、畸变 判决电平 发送时钟 判决时钟 传输信道 输出信号 输入信号 噪声n(t) 0 1 0 1 1 0 抽样判决 0 1 0 1 1 0 没发生误码 编码信道质量优劣的标准是考察接收码元是否会发生错误。由于信道特性和噪声的影响，也会使得传输信号波形发生失真或畸变，但是失真不一定会误码。误码的概率（误码率）与接收波形