第3章-信道与噪声.ppt

2007年12月 通信原理 主讲：李鸣 计算机学院 2013年9月 第三章 信道 第三章 信道与噪声 主要内容： 信道的定义、分类和模型 恒参信道传输特性 随参信道传输特性 信道噪声 信道容量 第三章 信道与噪声 3.1 信道的定义与分类 3.2 信道数学模型 3.3 恒参信道举例 3.4 恒参信道特性及对信号的影响 3.5 随参信道举例 3.6 随参信道特性及对信号传输的影响 3.7 信道的噪声 3.8 信道容量 模拟通信系统模型: 数字通信系统模型: 3.1 信道的定义与分类 3.1 信道的定义与分类 一、信道的定义 3.1 信道的定义与分类 二、狭义信道的分类（依传输媒体分） 3.1 信道的定义与分类 3.1 信道的定义与分类 3.1 信道的定义与分类 3.1 信道的定义与分类 3.1 信道的定义与分类 3.1 信道的定义与分类 3.1 信道的定义与分类 3.1 信道的定义与分类 3.1 信道的定义与分类 3.1 信道的定义与分类 3.1 信道的定义与分类 明线 对称电缆 同轴电缆 3.1 信道的定义与分类 （1）明线 3.1 信道的定义与分类 （2）对称电缆：双绞线 3.1 信道的定义与分类 （2）对称电缆：双绞线 3.1 信道的定义与分类 3.1 信道的定义与分类 （3）同轴电缆 3.1 信道的定义与分类 （3）同轴电缆 3.1 信道的定义与分类 （3）同轴电缆 3.1 信道的定义与分类 有线信道电气特征 3.1 信道的定义与分类 2.传输光信号——光纤 3.1 信道的定义与分类 2. 光纤 3.1 信道的定义与分类 2. 光纤 3.1 信道的定义与分类 二、广义信道的分类（依研究的问题分） 3.1 信道的定义与分类 二、广义信道的分类（依研究的问题分） （1）信道的特性可以通过它自身具有的一些信道参数去描述，如：衰落频率特性、相移或延迟频率特性等。 （2）如果信道参数不随时间变化，或其变化相对于信道上传输信号的变化极其缓慢，这样的信道为恒参信道；反之，则称为随参信道。 （3）恒参信道对信号的影响是固定的或是变化相对较缓慢的；随参信道对信号传输的影响较复杂。 （4）信道可以等效为一个线性系统，其传输特性可以用函数 来表示。 3.1 信道的定义与分类 3.2 信道的数学模型 3.2 信道的数学模型 3.2 信道的数学模型 3.2 信道的数学模型 3.2 信道的数学模型 （6）对于恒参信道而言，信道传输函数 可以简化为： （传输函数和时间无关） 恒参信道的输出表达式为： 3.2 信道的数学模型 （7）对于随参信道而言，输出表达式可以近似表示为： k(t)为乘性干扰，n(t)为加性干扰 随参信道模型可以用下图表示： 3.2 信道的数学模型 （1）调制信道对信号的影响是通过k(t)和n(t)使已调信号发生模拟性变化。用线性网络来描述。 （2）编码信道对信号的影响是将一个数字序列变成另一数字序列。编码信道的模型用信道转移概率来表征 3.2 信道的数学模型 【例3.1】无记忆的二进制编码信道。 输入符号集为 ，输出符号集为 该信道的转移概率矩阵为： 3.2 信道的数学模型 【例3.2】多进制的无记忆编码信道模型 输入符号集： 输出符号集： 其转移概率矩阵： 3.2 信道的数学模型 3.2 信道的数学模型 （4）当信道转移概率矩阵中的行和各列分别具有相同集合的元素时，这类信道称为对称信道。 3.3 恒参信道举例 3.4 恒参信道的特性及对信号的影响 恒参信道对信号传输的影响 由于恒参信道对信号传输的影响是确定的或 者是变化极其缓慢的。因此，其传输特性可以 等效为一个线性时不变网络，该线性网络的传 输特性可以用幅度—频率特性和相位—频率特 性来表征。 3.4 恒参信道的特性及对信号的影响 要使任意一个信号通过线性网络不产生波形失真， 网络的传输特性 应该具备以下两个理想条件： （1）网络的幅度－频率特性 是一个不随频率变 化的常数，如图（a）所示，其中A为常数。 （2）网络的相位－频率特性 应与频率成直线关 系，如图（b）所示