cp4_1信道.ppt

第四章 信 道 4.1 信道的定义和分类 4.2 信道数学模型 4.3 恒参信道特性及其对信号传输的影响 4.4?? 随参信道特性及其对信号传输的影响 4.5?? 改善随参信道特性的措施---分集接收 4.6 信道加性噪声 4.7?? 信道容量? 4.1 信道的定义和分类 调制信道：指图中调制器输出端到解调器输入端的部分，又称模拟信道。研究调制和解调时，常用调制信道。 编码信道：指图中编码器输出端到译码器输入端的部分，又称数字信道。研究数字系统时，常用编码信道。 4.2 信道数学模型 调制信道模型 [4.1-1]已知彩色电视图像由5×105 个像素组成，设每个像素有64种色彩，每种色彩有16个亮度等级。试计算：（1）每秒传送100个画面所需的信道容量；（2）如果接收机信噪比为30dB，那么传送彩色图像所需的信道带宽为多少？ 每像素信息量=㏒2（64×16）=10 bit 每幅图信息量=10bit×5×105=5 ×106bit/幅 =H(X) 信源信息速率Rb=RB×H(X)=100幅/s×5×106bit/幅=5×108bit/s 由C的定义可知，应有Rb = 5×108bit/s≤ C =B㏒2（1+S/N） （2） B≥ Rb /㏒2（1+S/N）= (5×108)/ ㏒2（1+1000 ）≈50MHz [例4.1-2]已知传真图像有2.25×106个像素，每个像素有12个亮度等级,在电话线路上传输一张传真图片需要多少时间?(电话线路带宽3kHz，30dB信噪比）。 每像素信息量= ㏒212 = 3.58 bit 每幅图信息量I=3.58×2.25×106=8.06×106 bit 信道容量C = B㏒2(1+S/N) = 3 ㏒2(1+103) ≈29.9×103 bit/s C ≥ Rb (bit/s) ， 1/Rb ≥ 1/C Rb = I/T, T为传输一张传真图片需要的时间 T = I/Rb ≥ I/C = 8.06×106 / 29.9×103 = 0.269×103 s 4-1-* 第1~7节 信道的定义、模型、容量等 《 通信原理》第四章 信道 4-1-* 《 通信原理》第四章 信道 第1~7节 信道的定义、模型、容量等 信道 狭义信道：信号的传输媒质 广义信道：媒质+变换装置 调制信道 编码信道 恒参信道 随参信道 定义：信号传输的媒质。或：以传输媒质为基础的信号通道。 分类： （变换装置：发送、接收设备，天线、馈线，调制解调器等） 有线信道(如电缆、光纤、) 无线信道(如卫星通信) 编码信道 调制信道 调制信道具有如下共性： 1）输入端与输出端是一一对应的； 2）绝大多数的信道都是线性的，即满足叠加定理； 3）信号通过信道具有一定的延迟时间，而且还会受到(固定或时变的)损耗； 4）即使没有信号输入，在信道输出端仍有一定的功率输出。 噪声 因此，可用一个二对端(或多对端)线性时变网络来表示 调制信道模型 (a)二对端 (b)多对端 二对端信道模型 f [ei(t)]：信道对输入信号ei(t)进行的线性(时变或时不变)变换，是个高度概括的结果，作为数学上的一种简洁，令：f [ei(t)] =k(t)·ei(t)，则： ei(t) eo(t) n(t) k(t) k(t)：乘性干扰 n(t)：独立存在的加性干扰 分析信道对信号的影响，只要了解k(t)和n(t)的特性即可。 输入ei(t)和输出eo(t)之间的关系可表示为 依据k(t)的特性，可以把信道分为恒参信道和随参信道 恒参信道： k(t)随时间缓慢变化的信道。 包括：明线、电缆、光纤、超短波及微波视距传播、卫星中继等； 恒参信道模型：线性时不变网络 H（ω） ei(t) eo(t) n(t) 随参信道： k(t)随机快变化的信道。 包括：短波电离层反射信道、散射信道、超短波移动通信信道等。 随参信道模型：线性时变网络 H（ω,t） ei(t) eo(t) n(t) 编码信道模型 编码信道的输入输出均为数字序列，用转移概率（条件概率）来描述 二进制无记忆编码信道模型 转移概率由信道特性决定，一个特定的编码信道，有确定的转移概率，通过对实际信道的大量统计分析得到。 四进制无记忆编码信道模型 模型---线性时不变网络 特性---幅频、相频特性 4.3 恒参信道特性及其对信号传输的影响 理想信道满足无失真传输条件： O K 0 | H ( w ) | w O j ( w ) w w t d O t d t ( w ) w a 幅频特性