发送设备 发送端 恒参信道 接收设备 接收端
发送信号——接收信号的关系为： （1）只有幅度大小和出 现先后的不同 （2）波形没有畸变 表达式：
s(t)
恒参信道作用
r(t)
0
发送信号 t
0
td
接收信号
r (t ) Ks(t td )
t
课件制作：曹丽娜
西安电子科技大学 通信工程学院

恒参信道 特性
指传输特性随时间随机快变的信道。

短波电离层反射信道
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随参信道

衰减随时间变化 时延随时间变化 多径传播
无线通信信道是随参信道的典型实例：
无线信道的衰落分为大尺度衰落和小尺度衰落
衰落特性可以描述为： r (t )
m(t ) r0 (t )
偿。
无论幅频失真、相频失真均属于线性失真，可以用一个线性网络进行补 此外还存在非线性失真，频率偏移、相位抖动等失真因素，会引起信号 的非线性码间干扰，使得模拟和数字通信系统的解调性能下降，对高速 数据通信系统的性能影响比较大。
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随参信道 特性及其对信号传输的影响
调制信道对信号的影响程度取决于H()与n(t)的特性
导致的结果：会使信号产生失真、延时和衰落
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课件制作：曹丽娜

不同的物理信道具有不同的特性H() = 常数（可取1）
调制信道分为： （依据冲激响应随时间变化的情况）
恒参信道
——信道的冲激响应随时间 变化缓慢，或者不变
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§4.2
有线信道
利用人造的传导或光信号的媒介来传输信号； e.g. 明线 对称电缆 同轴电缆 光纤
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明线
平行架设在电线杆上的架空线路
易受天气和外界干扰的影响
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对称电缆
有线信道
由多对 双绞线组成
第4章
信 道
通信原理（第7版）
樊昌信 曹丽娜 编著
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信道的定义

通信系统中的信道是指发送设备到接收设备之间信号传
输的通道，是通信系统的重要组成部分
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本章内容:
信道分类
第4章 信道
信道模型
恒参/随参信道特性对信号传输的影响
m(t )：大尺度衰落，随时间和位移缓慢变化 r0 (t )：小尺度衰落，随时间和位移快速变化 r (t )： 信道的衰落因子
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3. 多径效应
— 多经传播的影响
发送信号经过反射、散射、绕射传播到接收机，这些经不同途径的信号在 接收机处叠加，导致接收信号发生剧烈变化——多径效应
H ( ) 幅频特性
( ) ~ 相频特性
H () K
幅频特性
2. 无失真传输（恒参信道）
H () Ke
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jtd
( ) td 相频特性
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恒参信道
H () K
幅频特性
表明
( ) t d ( ) d ( ) td d 相频特性
幅频失真信道
0
t
r (t ) r1 (t ) r2 (t )
0
t
0
相邻码元之间发生重叠
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t
即：接收信 号发生畸变
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3. 失真 影响 措施

恒参信道
相频失真： td 群迟延失真:
( ) td
相频无失真信道
( ) td
信道噪声
信道容量
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概述

信道的定义与分类
按照传输媒介的不同
无线信道 ——自由空间或大气层 有线信道 ——明线、电缆、光纤

按照系统模型中研究对象的不同：
调制信道 ——研究调制/解调问题 编码信道 ——研究编码/译码问题

编 码 器
调 制 器

单模阶跃折射率光纤
光纤结构示意图
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有线信道
优点
缺点
应用
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§4.3

信道数学模型
调制信道 ——研究调制/解调问题 编码信道 ——研究编码/译码问题

按照系统模型中研究对象的不同：
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接收 天线
line-of-sight
h
发射 天线
d
频率： > 30 MHz
特性：直线传播、穿透电离层
用途：卫星和外太空通信 超短波及微波通信 距离：与天线高度有关
r
r
视线传播方式
例如
D D h ( m) 8r 50
D 为收发天线间距离(km)
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2
2
设收发天线的架设 高度均为40 m，则最 远通信距离为： D = 44.7 km
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3. 失真 影响 措施

恒参信道
幅频失真： H () K 即幅频特性在信号的频带范围内不是常数 r (t ) r1 (t ) r2 (t ) H () K
幅频无失真信道
s(t ) s1 (t ) s2 (t )
H () K
（等效为线性是不变滤波器）
随参信道 ——信道的冲激响应随时间较快变化 （等效为线性时变率滤波器）
r (t ) si (t ) n(t )
加性高斯白噪声信道模型 即：描述通信信号只有加 性噪声影响的实际物理信 道，是一种理想信道
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若恒参信道，随参信道 的特性不理想，会影响 信号的无失真传输
地球
对流层散射通信
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无线信道

流星余迹散射
流星余迹
特性: 高度80 ~ 120 km，长度15 ~ 40 km 存留时间：小于1秒至几分钟 频率: 30 ~ 100 MHz 距离: 1000 km以上 用途: 低速存储、高速突发、断续传输
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§4.3.2 编码信道模型
编码信道是一种数字信道或离散信道，
其输入和输出都是离散信号（数字序
列）
编 码 器
调 制 器
发 转 换 器
媒 质
收 转 换 器
解 调 器
译 码 器

模型：用 条件转移概率来描述
编码信道
二进制 无记忆 编码信道模型
P(0/0) + P(1/0) = 1 P(1/1) + P(0/1) = 1

50Ω，多用于数字基带传输 速率可达10Mb/s 传输距离<几千米
宽带（射频）同轴电缆：

75Ω，用于传输模拟信号 多用于有线电视（CATV）系统 传输距离可达几十千米
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光纤
有线信道
光作为一种特殊的电磁波， 在人造介质（光纤）中传播， 实现大容量，高可靠性的通信 主要应用： 电信网和移动网的骨干网
r (t ) r1 (t ) r2 (t )
s(t ) s1 (t ) s2 (t )
相频失真信道
0
t
( ) td r (t ) r1 (t ) r2 (t )
0
t
0
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t
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接收信号同 样发生畸变

恒参信道 特性及其对信号传输的影响 恒参信道
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§4.4
恒参/随参信道特性 对信号传输的影响
西安电子科技大学 通信工程学院
课件制作：曹丽娜

恒参信道 特性及其对信号传输的影响
线性时不变系统

特点：传输特性随时间缓变或不变。 举例：各种有线信道、卫星信道…
在不考虑噪声的前提下，理想恒参信道是一种特殊类型的信道，可以实现 信号的无失真传输
jtd
频域表达式：
H () Ke
IFT
h(t ) K (t td )
即：此时信道的冲激响 应也是冲激函数，只是 强度变化了K倍，延迟 了时间td
若输入信号为s(t)，则理想恒参信道的输出:
so (t ) K s(t td )
固定的迟延 固定的衰减
—— 这种情况称为无失真传输
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衡量该信道优劣的重要参数指标：
e P(0) P(1/ 0) 误码率： P
正确
错误
P(1) P(0 /1) 课件制作：曹丽娜

模型：
0 0
四进制 无记忆 编码信道
发 1 送 端
2
1 接
2
收 端
3
3
注意：从上述编码信道模型可以看出，数字序列的传输有时是不可靠 的。因此，如何在不可靠的信道中实现高效的可靠通信是通信理论研 究的一个主要内容。
非屏蔽双绞线(UTP)
（便宜、易弯曲、易安装）