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通信原理信道与噪声第3章

P(1/1) P(0 /1) 1
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信道分类归纳如下:
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3.2 恒参信道及其对所传信号的影响
幅度—频率畸变
典型音频电话信道的衰耗—频率特性
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相位—频率畸变(群迟延畸变)
所谓相位—频率畸变,是指信道的相位—频率特性偏离线 性关系所引起的畸变。
相频畸变对模拟话音通道影响并不显著,这是因为人耳对 相频畸变不太灵敏;但对数字信号传输却不然,尤其当传输速 率比较高时,相频畸变将会引起严重的码间串扰,给通信带来 很大损害。
方便、灵活、可移动。
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广义信道可分成调制信道和编码信道。 调制信道的范围是从调制器输出端到解调器输入端。 编码信道的范围是从编码器输出端到译码器输入端。
调制信道可编与辑p编pt 码信道
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信道的模型
1. 特性:
(1) 有一对(或多对)输入端, 则必然有一对(或多对)输出端; (2) 绝大部分信道是线性的, 即满足叠加原理; (3) 信号通过信道需要一定的迟延时间; (4) 信道对信号有损耗(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)。
(2) 从频谱上看,多径传播引起了频率弥散(色散),即由 单个频率变成了一个窄带频谱;
(3) 多径传播会引起选择性衰落。
共同特点是:由发射点出发的电波可能经多条路径到达接收点,这种现象
称多径传播。
就每条路径信号而言, 它的衰耗和时延都不是固定不变的。
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若设发射信号为Acosωct,则经过n条路径传播后的接收信号r(t)
n
n
r (t)a i(t)co c [t std(ti) ] a i(t)c[o c t si(t)]
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13பைடு நூலகம்
信道的相位—频率特性还经常采用群迟延—频率特性来 衡量。群迟延—频率特性定义为相位—频率特性的导数。若 相位—频率特性用φ(ω)表示,则群迟延—频率特性(通常称为 群迟延畸变或群迟延)T(ω)为
T() dΦ() d
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理想的群迟延特性 (a)φ(ω)—ω; (b)τ(ω)—ω
f[ei(t)]——表示信道对信号影响(变换)的某种函数关系
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把f[ei(t)]设想成为形式k(t)·ei(t)。
eo(t)k(t)ei(t)n (t)
我们期望的信道(理想信道)应是k(t)=常数,n(t)=0, 即
eo(t)kei(t)
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2. 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。
二进制无记忆编码信道模型
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P(0/0) 、 P(1/0) 、 P(0/1) 、 P(1/1) 为 信 道 转 移 概 率 , 具 体 地 把 P(0/0)和P(1/1)称为正确转移概率,而把P(1/0)和P(0/1)称为错误 转移概率。根据概率性质可知
P(0 / 0) P(1/ 0) 1
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(a) 一对输入端, 一对输出端; (b) m对输入端,n对输出端
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对于二对端的信道模型来说,它的输入和输出之间的关系 式可表示成
eo(t)f[ei(t) ]n(t)
式中, ei(t)——输入的已调信号; eo(t)——信道输出波形; n(t)——信道噪声(或称信道干扰);
i 1
i 1

n
a I (t ) a i (t ) cos i (t )
i 1
n
a Q (t ) a i (t ) sin i (t ) i1
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r ( t ) a I ( t ) cc o t a Q ( s t ) sc i t n a ( t ) co c t ( t s )[ ]
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信道的分类
分成:狭义信道和广义信道。 狭义信道按具体媒介的不同类型可分为有线信道和无线信道。 有线信道是指传输媒介为明线、对称电缆、同轴电缆、 光缆
及波导等一类能够看得见的媒介。 无线信道的传输媒质包括短波电离层、对流层散射等。 无线信道的传输特性没有有线信道的传输特性稳定和可靠,但
其中,a(t)是多径信号合成后的包络, 即
a(t) aI2(t)aQ 2(t)
而φ(t)是多径信号合成后的相位, 即
(t) arctanaaQI((tt))
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可以得到: (1) 从波形上看,多径传播的结果使单一载频信号Acosωct 变成了包络和相位都变化(实际上受到调制)的窄带信号;
i 1
i 1
式中,ai(t)——总共n条多径信号中第i条路径到达接收端的 随机幅度;
tdi(t)——第i条路径对应于它的延迟时间; φi(t)——相应的随机相位,即
φi(t)=-ωctdi(t)
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n
n
r (t) [ a i(t)co i(t)] s co c t s [ a i(t)sii(tn )]sic tn
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典型的电话信道的群迟延—频率特性
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(a) 相移失真前的波形; (b) 相移失真后的波形
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减小畸变的措施
通过一个线性补偿网络,使衰耗特性曲线变得平坦。这一 措施通常称之为“均衡”。在载波电话信道上传输数字信号时, 通常要采用均衡措施。
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3.3 变参信道及其对所传信号的影响
变参信道传输媒质的特点
变参信道传输媒质通常具有以下特点: (1) 对信号的衰耗随时间的变化而变化; (2) 传输时延随时间也发生变化; (3) 具有多径传播(多径效应)。
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多径效应的分析
属于变参的传输媒质主要以电离层反射和散射、对流层散射 等为代表。
(a) 电离层反射传输示意图; (b) 对流层传输示意图
第3章 信道与噪声
3.1 信道特性 3.2 恒参信道及其对所传信号的影响 3.3 变参信道及其对所传信号的影响 3.4 信道内的噪声 3.5 通信中常见的几种噪声 3.6 信道容量的概念
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3.1 信道特性
信道的定义 通俗地说,信道是指以传输媒介(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;抽 象地说,信道是指定的一段频带,它让信号通过,同时又给信 号以限制和损害。 信道的作用是传输信号。
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