北方工业大学通信原理资料课件.pptVIP

通信原理1

通信原理第4章信道2

第4章信道信道分类：lll无线信道－电磁波（含光波）有线信道－电线、光纤nn信道中的干扰：有源干扰－噪声n无源干扰－传输特性不良n本章重点：介绍信道传输特性和噪声的特性，及其对于信号传输的影响。3

第4章信道4.1无线信道l无线信道电磁波的频率－受天线尺寸限制nn地球大气层的结构对流层：地面上0~10km电离层u平流层：约10～60kmu电离层：约60～400km平流层u60km对流层10km0km地面4

第4章信道电离层对于传播的影响nn反射散射u(dB/km)u大气层对于传播的影响散射频率(GHz)(a)氧气和水蒸气（浓度7.5g/mu3吸收u(dB/km)频率(GHz)(b)降雨的衰减图4-6大气衰减5

第4章信道电磁波的分类：n地波u频率2MHzppp有绕射能力图4-1地波传播距离：数百或数千千米天波信号传播路径u频率：2~30MHzp特点：被电离层反射一次反射距离：4000km寂静区：pp图4-2天波传播p6

第4章信道传播途径接收天线dd视线传播：u发射天线hD频率30MHzpp距离:和天线高度有关rr地面m(4.1-3)图4-3视线传播式中，D–收发天线间距离(km)。[例]若要求D=50km，则由式(4.1-3)增大视线传播距离的其他途径p中继通信：?卫星通信：静止卫星、移动卫星?图4-4无线电中继平流层通信：?7

第4章信道散射传播u电离层散射机理－由电离层不均匀性引起p频率－30~60MHz距离－1000km以上对流层散射p机理－由对流层不均匀性（湍流）引起频率－100~4000MHz最大距离600km有效散射区域8

第4章信道流星流星余迹散射p流星余迹图4-8流星余迹散射通信流星余迹特点－高度80~120km，长度15~40km存留时间：小于1秒至几分钟频率－30~100MHz距离－1000km以上特点－低速存储、高速突发、断续传输9

第4章信道4.2有线信道l明线n10

第4章信道对称电缆：由许多对双绞线组成n导体绝缘层图4-9双绞线同轴电缆金属编织网n保护层实心介质导体图4-10同轴线11

第4章信道折射率nn21光纤n结构uuu纤芯包层np2p按折射率分类(b阶跃型p梯度型p折射率nn按模式分类21多模光纤p单模光纤p单模阶跃折射率光纤12图4-11光纤结构示意图

第4章信道损耗与波长关系u0.70.91.11.31.51.7光波波长（?m）图4-12光纤损耗与波长的关系损耗最小点：1.31与1.55?mp13

第4章信道4.3信道的数学模型l信道模型的分类：n调制信道u编码信道u调制信道编码信道14

第4章信道调制信道模型nei(t)fe0(t)[e(t)]in(t)图4-13调制信道数学模型式中－信道输入端信号电压；－信道输出端的信号电压；－噪声电压。通常假设：这时上式变为：－信道数学模型15

第4章信道因k(t)随t变，故信道称为时变信道。uuuuu因k(t)与e(t)相乘，故称其为乘性干扰。i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。16

第4章信道4.3.2编码信道模型n二进制编码信道简单模型－无记忆信道模型uP(0/0)00P(1/0)接收端发送端P(0/1)11P(1/1)图4-13二进制编码信道模型P(0/0)和P(1/1)－正确转移概率P(1/0)和P(0/1)－错误转移概率P(0/0)=1–P(1/0)ppppP(1/1)=1–P(0/1)17

第4章信道四进制编码信道模型u001231发送端2接收端318

第4章信道4.4信道特性对信号传输的影响l恒参信道的影响n恒参信道举例：各种有线信道、卫星信道…u恒参信道?非时变线性网络?信号通过线性系统的分析方法。线性系统中无失真条件：u振幅～频率特性：为水平直线时无失真p左图为典型电话信道特性用插入损耗便于测量19(a)插入损耗～频率特性

第4章信道相位～频率特性：要求其为通过原点的直线，即群时延为常数时无失真群时延定义：p?群延迟0?频率(kHz)(b)群延迟～频率特性相位～频率特性20

第4章信道频率失真：振幅～频率特性不良引起的uuu频率失真?波形畸变?码间串扰p解决办法：线性网络补偿p相位失真：相位～频率特性不良