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调制信道模型（续1）
ei（t） f[*]
eo(t)=f[ei(t)]+n(t)
n(t)
• f[*]： 信道时变线性算子，线性失真，非线性失真，损耗，时变 损耗等。工程上应是非线性失真足够小。
• 恒参信道： f[*]为非时变线性算子； • 时变信道： f[*]为时变线性算子； • 随参信道： f[*]随时间随机变化。
P00 P01
• 误(1)P(0 /1)
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编码信道模型（续）
• 无记忆编码信道：信道码元的转移概率与其前后码元 的取值无关；
• 有记忆编码信道：信道码元的转移概率与其前后码元 的取值有关；
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通信原理
信道及信道容量
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基本内容
• 信道的基本概念 • 信道数学模型：调制、编码信道模型 • 恒参信道特性及其对信号传输的影响 • 随参信道特性及其对信号传输的影响 • 分集接收技术 • Shannon信道容量公式
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调制信道模型（续2）
e0 (t) k(t)ei (t) n(t)
• 乘性干扰k(t)：线性、非线性畸变，迟延、损耗特性随 时在间。发生变化。注意只有ei(t)存在时，乘性噪声才存
• 加性干扰n(t)：加性噪声，与ei(t)独立。
• 恒参信道的性质不随时间变化：线性时不变系统。实 际信道的特性不随时间变化或基本不变，或变化极慢 。
ei（t） h(t)
eo(t)=ei(t)*h(t)+n(t)
n(t)
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恒参信道特性（续）
• h(t) <=> H(ω)=∣H(ω)∣ejΨ(ω) • 幅频特性：∣H(ω)∣≠k(常数)，产生幅频畸变； • 相频特性：Ψ(ω) ≠ωtd ，产生相位畸变； • 用群迟延频率特性：τ(ω)=dΨ(ω)/dω来描述相频特性。 • 理想信道： H(ω)=k，衰减ei(t)、有时延； • τ(ω)= td，无相频畸变。 • 工程设计时，应使∣H(ω)∣的畸变范围及τ(ω)的误差范围
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信道数学模型
• 反映信道输出和输入之间的关系。 • 调制信道模型：传输已调信号，关心的是信号的失真
情况及噪声对信号的影响。已调信号的瞬时值是连续 变化的，故也称调制信道为连续信号，甚至称为信道 。 • 编码信道模型：输出输入都是数字信号→数字序列变 换，离散或数字信道。包含调制信道→依赖于调制信 道的性能，噪声的干扰体现在误码上，关心的是误码 率而不是信号失真情况→使用转移概率来描述。
• 数字信号 - H(ω)不理想，可能造成码间串扰、误码。 -合理设计收、发滤波器，消除信道产生的码间串扰。信道特性缓慢 变化时，用时域均衡器，使码间串扰降到最小且可自适应信道特性 变化。
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符合系统要求。
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不理想恒参信道 对信号传输的影响及克服措施
• 模拟信号 -∣H(ω)∣≠k，使模拟信号失真，解调后基带信号失真。 号-τ(影ω响) ≠大td，对语音信号影响不大(耳朵对相位不敏感)，仅对视频信 -均衡，使信道、均衡器联合频率特性在信号频率范围内无畸变。
信道的基本概念（续）
• 信号的传输媒质称为狭义信道。 • 除传输媒质外，还包括通信系统的某些设备，等所构
成的部份称为广义信道。由调制器、传输媒质、解调 器组成的广义信道称为编码信道（数字序列）；由发 射机、天线、传输媒质、天线、接收机所组成的广义 信道称为调制信道（已调信号）。 • 根据具体问题来选择不同类型的信道。
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信道的基本概念
• 信道：信号通道，必不可少 • 影响通信系统可靠性能的两个主要因素：噪声和信道传输特性的
不理想。
编码器输出
调 制 器
发 转 换 器
媒 质
收 转 换 器
解
调
解调器输出
器
调制信道
编码信道
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调制信道模型
• 具有一对（或多对）输入和输出端； • 线性：大多数信道是线性的，叠加原理； • 时延：信号经过信道有延时，且会受到固定或时变损
耗； • 受噪声干扰：输入信号为0时，信道输出端仍有噪声信
号输出。 → 两对端（或多对端）时变线性网络。
• 失真度： [(eˆi (t) ei (t)]2 dt
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编码信道模型
• 二进制编码信道
• 用转移概率矩阵表示为 Pyx=P(y/x)
P00=P(0/0)，P10=P(1/0) P01=P(0/1)，P11=P(1/1)
• 对称编码信道：二进制编码信道的转移概率P(0/1) = P(1/0)
• 非对称编码信道：二进制编码信道的转移概率P(0/1) ≠ P(1/0)
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恒参信道特性
• 恒参信道是指由架空明线、电缆、中长波地波传播， 超短波及微波视距传播，人造卫星中继，光导纤维以 及光波视距传播等传输煤质构成的信道。