1信道模拟
4-1 信道的数学模型
信道的数学模型
一、调制信道和编码信道
调制信道：从调制器的输出端到解调器的输入端 编码信道：从编码器的输出端到译码器的输入端
数字化信 编 源
码 器
调 制 器
发 转 换 器
传 输 媒 介 编码信道 调制信道
收 转 换 器
解 调 器
译 码 器
译码输 出
3
信道的数学模型
二、调制信道模型 1. 调制信道的主要特性
信道的数学模型
4. 调制信道的数学模型 ①加性噪声恒参信道
信道的数学模型
②具有加性噪声的线性滤波信道
信道
s(t)
线性时不变滤 波器
h(t)
+
n(t)
r (t ) = s(t ) ∗ h (t) + n (t )
《通信原理》 国防科技大学电子科学与工程学院 马东堂 _______________________________________________________
《通信原理》 国防科技大学电子科学与工程学院 马东堂 _______________________________________________________
第四讲 信道特性及其数学模型 第一节 信道的数学模型
1
信道的数学模型
一、调制信道和编码信道 二、调制信道模型 三、编码信道模型
2
《通信原理》 国防科技大学电子科学与工程学院 马东堂 _______________________________________________________
¾ 包含的要素：线性失真、非线性失真、时间延 迟以
及衰减等
¾ 随时间变化的特性 ¾ 调制信道的分类 9恒参信道：k(t)不随时间变化或变化极为缓慢；有
《计算机网络技术基础》课件第2章
C = 2W lbn 其中，W为信道的带宽(以Hz为单位)，n为一个脉冲信 号代表的有效状态数。
奈氏准则描述的是有限带宽、无噪声信道的最大数据 传输速率与信道带宽之间的关系。如考虑信道噪声问题， 可用香农(Shannon)定律来表述，它描述了有限带宽、有随 机热噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽、信号噪声 功率比之间的关系。信道的最大信息传输速率为C：
模拟数据反映的是连续消息，如话音和图像等。话音 的声压是时间的连续函数。数字数据反映的是离散消息， 就是用一系列符号代表的消息，而每个符号只可以取有限 个值。数字数据在传送时，一段时间内传送一个符号，因 此在瞬间内数据是离散的。因此，用来反映取值上离散的 文字或符号的数据是数字数据。
信号(Signal)是数据的电编码或电磁编码。它分为两种： 模拟信号和数字信号。模拟信号是一种连续变化的电信号， 它用电信号模拟原有消息。
在数据通信系统中，传输信息的通路称为“信道”。 信道一般都是用来表示向某一个方向传送信息的媒体。在 计算机网络中，有物理信道和逻辑信道之分。根据传输介 质是否有形，物理信道可以分为有线信道和无线信道。如 果按照信道中传输的数据信号的类型来分，物理信道又可 以分为模拟信道和数字信道。模拟信道传输的是模拟信号， 而数字信道直接传输二进制数字脉冲信号。
图2-5 异步方式字符结构
(2) 同步方式。如图2-6所示。发送前，发送端和接收端 应先约定同步字符的个数及每个同步字符的代码，以便实 现接收与发送的同步。
图2-6 同步传输
4．数据传输类型 1) 基带传输 由计算机或数字终端产生的信号是一连串的脉冲信号，它 包含有直流、低频和高频等组成分量。
模拟信道的容量指信道传输信号的可接收频率范围， 其带宽为传输信号的最高频率和最低频率的差值。如话音 电路接收的语音频率为300～3400 Hz，则其带宽为3400 300 = 3100 Hz(一般话音电路带宽取4 kHz)。
信道模拟器 时域卷积
信道模拟器时域卷积
信道模拟器是一种用于模拟无线通信信道的设备，它可以模拟出各种不同的无线通信环境，如多径效应、阴影衰落、路径损耗等。
在无线通信系统的开发和测试中，信道模拟器是非常重要的工具。
时域卷积是信道模拟器中的一种重要技术。
由于无线通信信号在传输过程中会受到各种因素的影响，导致信号的波形发生畸变，因此需要采用时域卷积的方法来模拟这种畸变。
时域卷积可以将信道冲激响应与输入信号进行卷积，从而模拟出信号在信道中的传输过程。
在进行时域卷积时，需要先确定信道冲激响应，这可以通过信道模型或者实测数据得到。
然后，将信道冲激响应与输入信号进行逐点相乘，得到输出信号。
这种卷积运算能够模拟出信号在信道中的传播过程，包括多径效应、阴影衰落、路径损耗等。
在实际应用中，信道模拟器的时域卷积技术可以用于无线通信系统的开发和测试中。
通过模拟出不同的信道环境，可以测试无线通信系统的性能，并评估其抗干扰能力、频谱效率、误码率等指标。
同时，信道模拟器还可以用于信道编码、调制解调等方面的研究和开发中，帮助工程师更好地理解和优化无线通信系统的性能。
总之，信道模拟器的时域卷积技术是无线通信系统开发和测试中的重要工具，它可以模拟出不同的信道环境，帮助工程师更好地理解和优化无线通信
系统的性能。
随着无线通信技术的发展，信道模拟器的应用范围和重要性将不断扩大。
通信原理与通信技术_张卫钢_第1章_通信与通信系统的基本概念
第1章 通信与通信系统的基本概念
•
总之，数字通信的优点很多，但 事物总是一分为二的。数字通信的许多 长处是以增加信号带宽为代价的。比如， 一路模拟电话信号的带宽为4kHz，而一 路数字电话信号大概要占20～60kHz的 带宽。这说明数字通信的频带利用率低。 尽管如此，数字通信仍将是未来通信的 发展方向。
第1章 通信与通信系统的基本概念
1.2 通信系统
• • 1.2.1 通信系统的定义与组成 用于进行通信的设备硬件、软件和 传输介质的集合叫做通信系统。需要强调 的是，过去对通信系统的定义没有软件部 分，但随着计算机进入通信系统，通信软 件就成为组成通信系统的基本要素，因此 我们在定义中加入软件这一模块。
第1章 通信与通信系统的基本概 念
• • • • • • 1.1 通信的概念 1.2 通信系统 1.3 通信方式 1.4 信道和传输介质 1.5 信号与噪声 1.6 信号频谱与信道通 频带
第1章 通信与通信系统的基本概念
第1章 通信与通信系统的基本概念
• • • • •
1.7 信息的度量与香农公式 1.8 多路复用的基本概念 1.9 常用的通信手段 1.10 通信系统的性能评价 1.11 通信技术发展史
数字通信系统示意图信源信道模拟通信信道数字通信数据通信信道信源通信与通信系统的基本概念需要说明的是自从有了数据通信系统之后这种以信道传输信号的种类为标准对通信系统进行的分类就显得不够严谨因为数据通信系统的信道可以是传输数字信号的信道也可以是传输模拟信号的信道或者说数据通信中的数据信号既可以以数字信号的形式在数字信道中传输比如局域网也可以转换成模拟信号在模拟信道中传输比如通过猫调制解调器上网
第1章 通信与通信系统的基本概念
1.3 通信方式
e1子信道速率 -回复
e1子信道速率-回复e1子信道速率（E1 Subchannel Rate），是指E1传输时的子通道速率。
E1（2.048Mbit/s）是一种数字通信传输标准，广泛应用于电话网、数据通信等领域。
E1信号由32个时间槽组成，可以将各种信号按需分配到不同的时间槽中进行传输。
其中，第0号时间槽用于传输共享的同步信号，并不参与数据传输。
而第16号到第31号时间槽则可用来传输用户数据或承载其他信号，被称为子信道。
在E1标准中，每个子信道的速率为64Kbit/s（通常称为DS0，Digital Signal level 0），所以E1的总速率为32*64Kbit/s=2048Kbit/s（2.048Mbit/s）。
这意味着E1信道可以同时承载32个独立的64Kbit/s 通路。
子信道速率的重要性在于它提供了对带宽的灵活利用。
在通信中，不同的应用对带宽的要求是不同的，比如语音通信对带宽的要求相对较低，而视频通信或数据传输则需要更高的带宽。
将E1信道划分为子信道后，可以根据需要为不同的应用分配不同数量的子信道，从而满足不同应用对带宽的需求。
为了更好地理解子信道速率的概念，我们可以假设有一个需要同时进行语音通信和数据传输的场景。
假设语音通信需要占用8个子信道，每个子信道的速率为64Kbit/s，则共需要64*8=512Kbit/s的带宽。
而数据传输需要占用16个子信道，每个子信道的速率为64Kbit/s，共需要64*16=1024Kbit/s的带宽。
通过将不同应用分配到不同的子信道中传输，就可以实现同时进行语音通信和数据传输，且不会相互干扰。
使用E1子信道速率的另一个重要应用是ISDN（Integrated Services Digital Network，集成服务数字网）。
ISDN是一种数字通信标准，提供了语音、数据和图像传输等多种服务。
ISDN使用E1信道来传输多个用户的数据，并通过子信道将不同用户的数据进行分离。
【软考网络工程师教程-成功笔记】第2章数据通信基础
【软考网络工程师教程-成功笔记】第2章数据通信基础2.1数据通信的基本概念（了解）通信的目的就是传递信息。
通信中产生和发送信息的一端叫做信源，接收信息的一端叫做信宿，信源和信宿之间的通信线路称为信道。
图2-1 通信系统模型2.2信道特性2.2.1信道带宽（10下15，13下15，14下15，15下15，16上14，17上12，13）在模拟信道：带宽W=f2-f1，其中f1是信道能通过的最低频率，f2是信道能通过的最高频率，单位是赫兹（Hz）。
在数字信道：数字信道是一种离散信道，带宽决定了信道能达到的最高数据传输速率。
码元：一个数字脉冲称为一个码元。
---相同时间间隔（可理解为是钟周期）相同的信号。
码元速率：单位时间内通过信道传送的码元个数，如果信道带宽为T秒，则码元速率为B=1/T。
单位叫波特（Band）。
（09下）尼奎斯特采样定理：在一个理想的（即没有噪声的环境）信道中，若信道带宽为W，则最大码元速率为：B=2W（Baud），其数据速率取决于1码元携带的比特数，这是由信道的物理特性决定的。
码元携带的信息量n与码元种类N关系为n=log2N，则极限数据速率为R=Blog2N=2Wlog2N香农定理：在一个噪声信道的极限数据速率和带宽之间的关系。
极限数据速率公司为C=Wlog2(1+S/N) 分贝与信噪比关系：dB=10log10S/N其中W为带宽，S为信号平均功率，N为噪声平均功率，S/N为信噪比【真题2010年下半年】●设信道采用2DPSK调制，码元速率为300波特，则最大数据速率为（15）b/s。
（15）A.300 B. 600 C. 900 D. 1200【解析】：P292DPSK二进制差分相移键控常简称为二相相对调相，代表一个码元携带的信息量为2位。
R=B*log2(N)=300*log2(2)=300bps （R为最大数据速率、B为码元速率）【参考答案】：（15）A【真题2017年上半年】●电话信道的频率为0~4KHz，若信噪比为30dB，则信道容量为（12）kb/s，要达到此容量，至少需要（13）个信号状态。
基带传输的三种调制方式
基带传输的三种调制方式在通信领域中，基带传输是指将数字信号直接传输到信道上的一种方式。
为了能够在信道上传输数字信号，需要对其进行调制处理。
基带传输的调制方式有三种：振幅调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。
下面将逐一介绍这三种调制方式的原理和特点。
1. 振幅调制（AM）振幅调制是将数字信号的振幅与载波的振幅进行调制，以实现信号的传输。
在振幅调制中，载波的频率和相位保持不变，只调制其振幅。
当数字信号为1时，振幅调制会使得载波的振幅增大；当数字信号为0时，振幅调制会使得载波的振幅减小。
通过这种方式，可以将数字信号转换为模拟信号，便于在信道上传输。
振幅调制的优点是实现简单，对信道的要求较低。
然而，由于调制信号是通过改变载波的振幅来传输信息的，因此容易受到噪声的干扰，信号的可靠性较低。
2. 频率调制（FM）频率调制是将数字信号的频率与载波的频率进行调制。
在频率调制中，载波的振幅和相位保持不变，只调制其频率。
当数字信号为1时，频率调制会使得载波的频率增加；当数字信号为0时，频率调制会使得载波的频率减小。
通过这种方式，可以将数字信号转换为模拟信号，便于在信道上传输。
频率调制的优点是抗干扰能力较强，信号的可靠性较高。
然而，频率调制的实现相对复杂，对信道的要求也较高。
3. 相位调制（PM）相位调制是将数字信号的相位与载波的相位进行调制。
在相位调制中，载波的振幅和频率保持不变，只调制其相位。
当数字信号为1时，相位调制会使得载波的相位发生变化；当数字信号为0时，相位调制会使得载波的相位保持不变。
通过这种方式，可以将数字信号转换为模拟信号，便于在信道上传输。
相位调制的优点是调制过程简单，对信道的要求较低。
然而，相位调制容易受到相位偏移和多径效应的影响，导致信号失真。
总结起来，振幅调制、频率调制和相位调制是基带传输中常用的调制方式。
每种调制方式都有其独特的优点和适用场景。
振幅调制简单易实现，适用于对信号可靠性要求不高的场景；频率调制抗干扰能力较强，适用于抗干扰能力要求较高的场景；相位调制实现简单，适用于对信道要求不高的场景。
莱斯信道模型公式表示
莱斯信道模型公式表示
莱斯信道模型的公式表示为：
h = √(n1 + n2)
其中，h表示信道增益，n1和n2是独立的高斯随机变量。
另一种表示方式为：
H = √(K/K+1)H_Los + √(1/K+1)H_NLoS
其中，H表示信道增益，K表示莱斯因子，H_Los和H_NLoS分别表示直射径和散射径的信道增益。
莱斯信道模型可以由有限个设计恰当的正弦函数的加权和与某一电平值叠加实现，其产生公式为：
x_n(t) = ∑_i=1^n c1,i cos(2πf1,it + θ1,i) + ∑_i=1^m c2,i cos(2πf2,it + θ2,i) + A
其中，x_n(t)表示信号，c1,i、c2,i表示多普勒系数，f1,i、f2,i表示离散多普勒频率，θ1,i、θ2,i表示相位，A表示电平值。
以上信息仅供参考，建议查阅专业书籍或咨询专业人士以获取准确的信息。
信道模型
2010-9-15
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IMT-A信道模型
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2010-9-15
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目录
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信道模型
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LTE信道模型
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IMT-A信道模型
2010-9-15
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LTE信道模型
LTE信道模型由3GPP TR25.996规定。 宏蜂窝传播损耗： 宏蜂窝传播损耗模型是修正的COST231 HaTa 城区传播模型，如下所 示：
d ) 45.5 1000 35.46 1.1hm s log 10 ( f c ) 13.82 log 10 ( hbs ) 0.7 hm s C PL [ dB ] 44.9 6.55 log 10 hbs log 10 (
BS array broadside
图1：空间信道模型(SCM)
2010-9-15 9
LTE信道模型
小尺度衰落信道系数为：
hu , s ,n (t )
GBS n ,m , AoD exp j kd s sin n ,m , AoD n ,m M Pn G exp jkd sin MS n,m, AoA u n , m , AoA M m 1 exp jk v cos n , m , AoA v t
f c 为载波 hms 为终端天线高度（米）， hbs 为基站天线高度（米）， 其中， 频率(MHz)，d为基站与终端之间的距离（的>=35m），C是常值因子 （对于郊区宏蜂窝，C=0dB，对于城区宏蜂窝，C=3dB）
注：3GPP目前的信道模型中，在宏蜂窝场景下没有考虑视距传输 (LOS)。因为在宏蜂窝场景下，视距传输发生的可能性小。
宽带无线通信 第二章 信道模型1
国家重点实验室
二、传播预测模型
• 设计无线通信系统时，首要的问题是在给定条件下如何算 出接收信号的场强，或接收信号中值。这样，才能进一步 设计系统或设备的其他参数或指标。 • 给定条件：发射机天线高度、位置、工作频率、接收天线 高度及收发信机之间距离等。 • 这就是电波传播的路径损耗预测问题，又称为信号中值预 测。信号的中值是指长区间中值。
Pr ∝ d − n
n≈4
国家重点实验室
一、信道基本特性
举例：Determine the critical distance for the two-ray model in an urban microcell (ht = 10m, hr = 3 m) and an indoor microcell (ht = 3 m, hr = 2 m) for fc = 2 GHz. Solution:
国家重点实验室
信道基本特性
β=2 π / λ
国家重点实验室
信道基本特性
多径的多少取决于基站的高 度和周围的环境
国家重点实验室
信道基本特性
地面环境传输效应 （对数正态分布） 平均值的慢变化
宏观衰落：几十 个波长内平均
快变化 （瑞利分布）
微观衰落：几 个波长内平均
平均路径损耗
接收信号场强的瞬时值呈现快速变化的 特征，这就是多径衰落引起的，又称为 快衰落，或小尺度衰落。
n+2 L= 37 + 30 log10 R + 18.3n − 0.46 n +1
式中，R 为收发信机的距离间隔(m)，n 为在传播路径中楼层的数目。L在任何 情况下应不小于自由空间损耗，可以期望12dB的对数正态阴影衰落标准偏差。
计算机网络习题--单项选择题1
一、单项选择题(每小题1分，共30分)1、下列各网络设备属于通信子网的是（）。
(1)客户机(2)接口信息处理机(3)终端(4)服务器2、数字信号传输的距离较近，为了将数字信号传输得更远些，通常使用（）。
(1)路由器(2)调制解调器(3)放大器(4)中继器3、若对一个最大频率为35 kHz的声音信号进行采样，则最适合的采样频率为（）。
(1)15 kHz(2)35 kHz(3)45 kHz(4)75 kHz4、数据传输过程中，数据从一个节点传到下一个节点，节点的交换延迟时间随交换方式的不同各异，其中节点延迟最长的交换方式是（）。
(1)电路交换(2)报文交换(3)虚电路分组交换(4)数据报交换5、对12位要传输的信息位，若采用海明校验，则增加的冗余位为（）。
(1)3位(2)4位(3)5位(4)6位6、对于单个建筑物内的低通信容量的局域网，性能价格比最好的传输媒体是（）。
(1)双绞线(2)同轴电缆(3)光缆(4)远红外线7、RS－232C规定逻辑“0”的电平为（）。
(1)＋15~＋5V(2)－15~－5V(3)－6~－4V(4)＋6~＋4V8、实际上提供虚电路服务的通信子网内部的实际操作（）。
(1)只可以是虚电路方式(2)既可以用虚电路也可以用数据报(3)只可以是数据报方式(4)既不是虚电路也不是数据报9、下列方法不能控制阻塞现象的是（）。
(1)增加节点的数据缓冲器的数量(2)增加节点间的信道数量(3)设置适当数量的“许可证” (4)丢弃分组10、下列避免死锁的方法中，不能避免重装死锁的是（）。
(1)每个分组都携带一个全局性的惟一的“时间戳”(2)允许目的节点向端系统递交不完整的报文(3)端系统能检测出不完整的报文，并使源端重发(4)每个节点配备一个后备缓冲区11、下列关于网际互连设备的叙述，正确的是（）。
(1)中继器和网桥都具备纠错功能(2)网桥不具备路由选择的功能(3)路由器和网关都具备寻址的功能 (4)网桥和网关作用一样12、适用于B型网络服务的运输层协议等级是（）。
现代通信概论第1章
不确定性：就是随机性，具有不确定性的事件就是
随机事件 。因此可运用研究随机事件的数学工具—
—概率来测度不确定性的大小。
根据概率论知识，事件的不确定性可用事件
出现的概率来描述。
可能性越小，概率越小；反之，概率越大。 结论： 消息中包含的信息量与消息发生的概率
密切相关。消息出现的概率越小，消息中包含 的信息量就越大。
时分复用：不同信号占据不同的时间区间 码分复用：相互正交的码进行区分
（7）按终端用户移动性分类 通信还可以按终端用户是否移动分为移动
通信和固定通信。
1.1.3 通信系统的主要性能指标
有效性：指消息传输的“速度”问题
可靠性：主要指消息传输的“质量”问题
适应性：通信系统使用时的环境条件
信道编码：提高数字信号传输的可靠性。 基本做法：在信息码组中按一定的规则附加
一些监督码元，以使接收端根据相应的规则
进行检错和纠错，信道编码也称纠错编码。 接收端信道译码是其相反的过程。
③数字通信的主要特点
抗干扰能力强 差错可控 易于与各种数字终端接口，用现代计算技术对信号
进行处理、加工、变换、存储，从而形成智能网
图1-7 数字基带传输系统模型
② 数字频带传输通信系统模型
图1-8 数字频带传输系统模型
信源编码：提高数字信号传输的有效性。 作用：一是当信息源给出的是模拟信号时， 信源编码器将其转换成数字信号，以实现模 拟信号的数字化传输；二是当信息源给出的 是数字信号时，信源编码器设法用适当的方 法降低数字信号的码元速率以压缩频带。信 源编码的目的是提高数字信号传输的有效性。 接收端信源译码则是信源编码的逆过程。
通信原理实验(1-8)
通信原理实验报告学院：信息工程学院专业：通信工程学号：6姓名：李瑞鹏实验一 带通信道模拟及眼图实验一、实验目的1、 了解眼图与信噪比、码间干扰之间的关系及其实际意义；2、 掌握眼图观测的方法并记录研究。
二、实验器材1、 主控&信号源、9号、13号、17号模块 各一块2、 双踪示波器 一台3、 连接线 若干三、实验原理1、实验原理框图带通信道模拟框图2、实验原理框图带通信道是将直接调制的PSK 信号和经过升余弦滤波后调制的PSK 信号送入带通信道，比较两种状况的眼图。
然后，改变带通信道的带宽重复观测。
四、实验步骤概述：该项目是通过分别改变噪声幅度和带通信道频率范围，观测信道的眼图输出变化情况，了解和分析信道输出原因.1、关电，按表格所示进行连线。
2PSK 调制信号加升余弦滤波的带通信道模拟【250KHz~262KHz带通信道】。
3、此时系统初始状态为：PN15为8K。
4、实验操作及波形观测。
（1）以CLK时钟信号为触发源对比观测LPF-BPSK观测点，观察输出眼图波形。
（2）调节17号板W1噪声幅度调节，调节噪声幅度，观察眼图波形变化。
17号模块测试点TP4可以观察添加的白噪声。
（3）在主控菜单中改变带通信道频率范围，观察输出眼图变化，并分析原因。
五、实验报告1、完成实验并思考实验中提出来的问题。
2、分析实验电路工作原理，简述其工作过程。
3、整理信号在传输过程中的各点波形。
实验二 HDB3码型变换实验一、实验目的1、了解几种常用的数字基带信号的特征和作用。
2、掌握HDB3码的编译规则。
3、了解滤波法位同步在的码变换过程中的作用。
二、实验器材1、主控&信号源、2号、8号、13号模块各一块2、双踪示波器一台3、连接线若干三、实验原理1、HDB3编译码实验原理框图HDB3编译码实验原理框图2、实验框图说明我们知道AMI编码规则是遇到0输出0，遇到1则交替输出+1和-1。
而HDB3编码由于需要插入破坏位B，因此，在编码时需要缓存3bit的数据。
通信原理第4章信道1
外套
绝缘
包层 纤维芯
27
根据光纤传输数据模式的不同，它可分为多 模光纤和单模光纤两种。 多模光纤指光在光纤中可能有多条不同角度 入射的光线在一条光纤中同时传播，如图 (a) 所示。这种光纤所含纤芯的直径较粗。
吸收护套
(a) 多模 纤芯 包层
28
单模光纤指光在光纤中的传播没有反射，而 吸收护套 沿直线传播,如图(b)所示。这种光纤的直径非 常细，就像一根波导那样，可使光线一直向前 (a) 多模 纤芯 包层 传播。
绝缘体
芯 芯 芯 6 芯 5 芯 4 1 芯 2 芯 3 芯 7 芯 6 芯 5 芯 4 芯 8 1 芯 2 芯 3
(b)
24
优点：与外界相互干扰小，（外导体接地
起屏 蔽作用），带宽大。
缺点：成本较高（与对称电缆相比）。 应用：比较广泛。如电视电缆（75Ω）， 实验室仪器用的信号电缆（50 Ω）
25
无线电视距中继是指工作频率在超短波和微波 波段时，电磁波基本上是沿视线传播，通信距 离依靠中继方式延伸的无线电电路。相邻中继 站之间的距离一般在40~50公里。
图4-4 无线电中继
13
优点：传输容量大，发射功率小，通信稳定
可靠，节省有色金属。 缺点：每隔50km左右设置一个中继站（微波 为直线传播，而地球为球体）。 应用：主要用于长途干线、移动通信网及某 些数据收集系统。
42
相位－频率畸变
指相位－频率特性偏离线性关系所引起的畸变。
1、理想相频特性是一直线
群延迟－频率特性
( ) td
(a) O (b) td
d ( ) ( ) d
H( )|
O (c)
多进制信道的信道模型
多进制信道的信道模型多进制信道是一种用于传输数字信号的通信信道，它具有在两个或多个离散数值中传输信息的能力。
在多进制信道中，每个离散的数值被称为一个符号，通常用一个二进制码或者更高进制的码表示。
在设计多进制信道的通信系统时，了解信道模型是非常重要的。
信道模型描述了信号在信道中传输时所受到的各种影响和失真。
不同的信道模型适用于不同的通信环境和应用需求。
一个常用的多进制信道的信道模型是加性高斯白噪声（AWGN）模型。
在这个模型中，信号在传输过程中受到了加性高斯白噪声的干扰。
高斯白噪声是一种统计特性符合高斯分布的随机噪声。
它在通信领域中常用来模拟各种干扰源，例如电磁干扰、热噪声等。
这种噪声会对信号的幅度和相位造成影响，并可能导致误码率的上升。
在AWGN模型中，信号的传输可以通过信道增益进行建模。
信道增益表示信号在信道中传输的损失或增益。
它通常用一个复数表示，其中实部表示信号的幅度变化，虚部表示信号的相位变化。
由于加性干扰的存在，信号在接收端可能会出现噪声，这时可以通过信噪比（SNR）来量化信号的强度和噪声的比例。
SNR越高，信号质量越好。
对于多进制信道，我们还可以使用其他模型来描述不同的传输特性。
例如，频率选择性信道模型用于描述信道的频率响应不均匀性，即信道对不同频率的信号衰减程度不同。
这种信道模型通常用于无线通信和移动通信系统，其中信号传输会受到多径衰落效应的影响。
此外，多进制信道的信道模型还可以包括其他的噪声和失真效应。
例如，码间串扰（crosstalk）模型用于描述多线路传输中，由于邻近的线路间相互干扰而引起的噪声。
这种模型常用于数字通信、有线网络等领域。
了解信道模型对于设计和优化通信系统是至关重要的。
在实际应用中，工程师需要根据具体的通信环境和应用需求选择合适的信道模型，并进行相关的信号处理和优化，以提高信号传输的可靠性和性能。
总之，多进制信道的信道模型是描述信号在信道中传输时所受到的各种影响和失真的数学模型。
cdma20001x多径衰落信道建模
cdma20001x 多径衰落信道建模惠超峰北京邮电大学信息与通信工程学院，北京 (100876)E-mail: ebill84@摘 要：本文是在对cdma20001x 系统进行链路级仿真时，对仿真信道建模的研究。
由于移动通信信道是一种多径衰落信道，发射的信号要经过直射、反射、散射等多条传播途径才能达到接收端，而且随着移动台的移动，各条传播路径上的信号幅度、时延及相位随时随地发生变化，所以接收到的信号的电平是起伏、不稳定的，这些多径信号相互叠加就会形成衰落。
叠加后的信号幅度变化符合瑞利分布，又称瑞利衰落。
瑞利衰落随时间急剧变化时，称为“快衰落”。
快衰落严重衰落深度达到20~30dB 。
瑞利衰落的中值场强只产生比较平缓的变化，称为“慢衰落”，且服从对数正态分布。
依据相关文献所提出仿真衰落信道要求，采用Jakes 模型实现了cmda20001x 协议所要求的仿真信道模型，并依据协议要求对信道模型参数进行了仿真验证。
文中参考了若干改进Jakes 模型，并提出了一些改进，在仿真性能的保证下完成了对信道的建模关键词：衰落信道；Jakes 模型；clark 模型；cdma2000；瑞利衰落1．引言无线通信系统的性能在很大程度上取决于无线信道。
无线信道不像有线信道那样固定并可预测, 而是具有极大的随机性, 分析难度较大。
由于无线信道中电磁波受到反射、绕射、散射、多径传播、移动台的运动速度、环境物体的移动速度以及信号的传输带宽等因素的影响, 无线信道的建模历来是无线通信系统中的难点。
在众多的信道仿真模型中, 对Rayleigh 衰落信道的仿真显得尤为重要, 几乎所有的信道仿真模型都建立在Rayleigh 衰落信道的基础上。
最早的Rayleigh 衰落信道仿真模型是Jakes 在其经典文献中[2], 提出的著名的J akes 模型。
但实际上一般采用的仿真信道模型的都是改进的Jakes 模型，本文所采用的便是一种改进的Jakes 模型。
移动通信信道1
移动通信信道1移动通信信道11. 信道的概念在移动通信系统中，信道是指无线电波传输时承载信号的介质。
信号在无线传输过程中通过信道进行传输，信道的好坏直接影响着通信质量和传输速率。
移动通信信道是指在移动通信系统中用于传输信号的通道。
2. 移动通信信道的分类移动通信信道根据信号传输的方式和用途的不同可以进行分类。
常见的移动通信信道有以下几种：2.1 控制信道控制信道用于传输通信系统的控制信息，包括建立连接、维护连接、释放连接等过程中需要交换的信息。
控制信道保证了通信系统的正常运行，并确保用户能够正常进行通信。
2.2 数据信道数据信道主要用于传输用户数据，包括语音、视频、文字等信息。
数据信道的传输速率和稳定性直接影响着通信系统的性能。
2.3 广播信道广播信道用于向广域范围内的用户发送广播信息，例如天气预报、紧急通知等。
广播信道通常采用单向传输，不需要进行双向通信。
2.4 分集信道分集信道常用于抵抗多径衰落和干扰，提高信道的可靠性和传输速率。
常见的分集技术包括时分复用（TDM）、频分复用（FDM）和码分复用（CDMA）等。
3. 移动通信信道的特点移动通信信道具有以下几个特点：3.1 多径效应由于移动通信中信号在传输过程中会经历反射、折射、散射等多种路径，导致信号在接收端产生多次接收到的副本，即多径效应。
多径效应会导致信号叠加和衰落，影响通信系统的可靠性和传输质量。
3.2 多用户接入移动通信系统中存在大量的用户，不同用户的信号需要通过同一个信道进行传输。
因此，移动通信信道需要具备多用户接入的能力，以实现同时传输多个用户的数据和控制信息。
3.3 带宽限制移动通信信道的带宽是有限的，需要合理分配给不同的用户。
带宽限制需要保证用户间的公平竞争和满足用户需求。
3.4 时变性移动通信信道的传输性能会随着时间的变化而变化，主要受到多径效应、干扰和衰落等因素的影响。
时变信道需要通过信道估计和调整发送和接收参数以适应信道的变化。
移动通信信道1
移动通信信道1移动通信信道1移动通信信道是指在移动通信系统中，用于传输数据和信号的特定物理介质。
移动通信信道承载着方式信号的传输和通话过程中的数据传送。
通常，移动通信信道可以分为下行信道和上行信道。
下行信道下行信道是指从基站（基站可以理解为移动通信系统中的信号发射和接收设备）向方式发送信号和数据的信道。
下行信道用于实现方式接收呼叫、短信、数据等服务。
它是从基站到方式的单向通信信道。
下行信道一般有以下几种类型：1. 广播信道（Broadcast Channel）：用于向所有方式广播公告、系统信息等。
2. 公告信道（Paging Channel）：用于向特定方式发送来电通知、短信等。
3. 共享信道（Shared Channel）：多个方式共享使用的信道，用于传输语音、数据等。
4. 寻呼信道（Pilot Channel）：用于基站向方式发送信号，帮助方式进行寻呼监听。
5. 同步信道（Sync Channel）：用于同步方式时钟和基站时钟。
6. 邻区信道（Neighbour Channel）：用于与周边基站进行通信。
上行信道上行信道是指从方式向基站发送信号和数据的信道。
上行信道用于实现方式发出呼叫、发送短信、数据等服务。
它是从方式到基站的单向通信信道。
上行信道也有多种类型，包括但不限于以下几种：1. 接入信道（Access Channel）：用于方式与基站建立连接和发送呼叫等。
2. 数据信道（Traffic Channel）：传输方式发出的语音、数据等。
3. 控制信道（Control Channel）：传输方式与基站之间的控制信息，如网络注册、身份验证等。
4. 反馈信道（Feedback Channel）：用于方式向基站发送接收质量反馈信息。
移动通信信道的特点移动通信信道具有以下几个特点：1. 随机接入：移动通信系统要支持大量的用户接入，信道必须具备随机接入的能力，以确保用户可以随时接入网络。
2. 可靠传输：信道要具备传输信号和数据的可靠性，在无线环境中，信道受到噪声、多径效应等环境因素的干扰，通信系统需要采用相应的纠错技术，提高信道的可靠性。
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通信原理实验报告实验题目：选做四信道模拟实验成绩：学生姓名：学号：2011 指导教师：杨俊东学院名称：信息学院专业：通信工程年级：2011级实验时间：2013年1月日14时实验地址：信息学院3301一、实验目的1．观察噪声对信道的影响，比较理想信道与随机信道的区别，加深对随机信道的理解。
2．比较编码信号与未编码信号在随机信道中的传输，加深对纠错编码原理的理解。
3．掌握眼图波形与信号传输畸变的关系。
二、实验内容1．将信号源输出的 NRZ 码（未编码）输入信道，调节噪声功率大小，观察信道输出信号。
2．将输出的 NRZ 码（未编码）输入本模块，编码后再输入信道，并经过解码，观察通过编解码后信号。
3．观察眼图并作分析记录。
三、实验器材1．信号源模块2．信道模拟模块3．终端模块（可选）4． 60MHz 双踪示波器一台5．连接线若干四、实验原理1．信道所谓调制信道是指调制器输出端到解调器输入端的部分.随机序列，具有如下基本性质：①列中“＋”和“－”的出现概率相等。
②序列中长度为1 的游程约占1/2；长度为2 的游程约占1/4；长度为3 的游程约占1/8；…。
一般说来，长度为k 的游程约占1/2k；而且在长度为k 的游程中，“＋”游程和“－”游程约各占一半。
③由于白噪声的功率谱为常数，功率谱的逆傅里叶变换，即自相关函数为一冲激函数δ(τ)。
当τ≠0 时，δ(τ)＝0；仅当τ＝0 时，δ(τ)是个面积为1 的脉冲。
图18-2 眼图模型五、实验步骤（一）信道模拟实验1．将信号源模块、信道模拟模块、终端模块小心地固定在主机箱中，确保电源接触良好。
2．将信号源模块的拨码开关 SW101、SW102 设置为00000101 00000000，按实验一的介绍，此时分频比千位、十位、个位均为0，百位为5，因此分频比为500，此时位同步信号频率应为4KHz。
相应地，信道模拟模块的码速率选择拨码开关设置为1000，与信号源的码速率相一致.3．将信号源的 NRZ 码作为数据输出，连接到终端的DATA1 端，相应的位同步信号（BS）与帧同步信号（FS）分别相连，同时将信号源的NRZ 码连接到信道模拟的信道输入端，经过信道后从信道输出1 端输入到终端的DATA2 端，BS2 和FS2 与信号源的位同步信号（BS）与帧同步信号（FS）分别相连。
则终端的第一排二极管显示的是直接从信号源输出的数据，第二排二极管显示的经过信道传输后的数据。
（也可用示波器双踪比较上述两组数据）（二）眼图实验1．将信号源模块的位同步信号的频率设为 7.8125KHz，用信号源模块产生的NRZ 码作为输入信号（NRZ 码可拨为任意码型，1、0 码的数量最好相当），连接到信道模拟的信道输入。
2．用信号源模块的位同步信号作为示波器的外部触发信号，通过调节信道模拟模块上的噪声功率调节旋钮，观察从信道输出2 端口输出的NRZ 码眼图并记录下来。
六、实验内容记录（包括数据、图表、波形、程序设计等）1.信道模拟记录64K与载波输出（同频同相）终端二极管显示第一排二极管显示信号源直接输出数据第二排经信道传输后的数据加入噪声后信道输入(上)和输出（下）信道输入（上）和输出（下）2.眼图实验记录NRZ码（上）和眼图（下） NRZ码（上）和眼图（下）眼图频谱图七、实验思考题1．什么是噪声？通信中噪声会引起什么样的问题？答：在通信系统中，经常碰到的噪声之一就是白噪声。
所谓白噪声是指它的功率谱密度函数在整个频域内是常数，即服从均匀分布。
通信中噪声通常会使模拟信号失真，使数字信号发生错码，并随之限制信道传输的误码率。
2．观察眼图时，NRZ 信号速率设置为7.8K，经过什么样的电路在信道输出点2 进行观察？也即NRZ 信号和信道输出点2 的信号差异是什么？答：经过升余弦滚降系统的电路在信道输出点2 进行观察眼图产生框架首先，产生M 进制双极性NRZ 码元序列，并根据系统设置的抽样频率对该NRZ 码元序列进行抽样，再将抽样序列送到升余弦滚降系统，最后画出输出码元序列眼图。
3． 什么是眼图，为什么利用眼图能大致估算接收系统性能的好坏程度？答：所谓眼图就是将接收滤波器输出的，未经再生的信号，用位定时以及倍数作为同步信号在示波器上重复扫描所显示的波形（因传输二进制信号时，类似人的眼睛）。
干扰和失真所 产生的畸变可以很清楚的从眼图中看出。
眼图反映了系统的最佳抽样时间，定时的灵敏度，噪音容限，信号幅度的畸变范围以及判决门限电平，因此通常用眼图来观察基带传输系统的好坏。
4． 信道编码的作用是什么？你听过的有哪些？实际中常用的呢？ 答：作用：数字信号在传输中，为提高数据传输效率，降低误码率是信道编码的任务。
信道编码的本质是增加通信的可靠性，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，可极大地避免码流传送中误码的发生。
误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。
信道编码有：纠错编码、奇偶监督码、循环码、卷积码、Turbo 码和LDPC 码、伪随机序列扰码 常用的有：纠错编码、循环码、奇偶监督码、奇偶监督码八、 实验结果分析、实验小结通过实验，了解了信道在信号传输过程所起到的作用，信号传输过程中，码间串扰是不可避免的，眼图就是一种能够方便的估计系统性能的实验手段，调整示波器的水平扫描周期，使其与接收码元的周期同步，就可在示波器上显示波形，可观察到码间串扰和噪声的影响，从而估计系统的优劣程度。
九、 眼图仿真实验1、参数设置该仿真程序应具备一定的通用性，即要求能调整相应参数以仿真不同的基带传输系统，并观察输出眼图情况。
因此，对于NRZ 码元进制M 、码元序列长度Num 、码元速率Rs ，采样频率Fs 、升余弦滚降滤波器参考码元周期Ts 、滚降系数alpha 、在同一个图像窗口内希望观测到的眼图个数Eye_num 等均应可以进行合理设置。
MATLAB 编程求解所得眼图如下：（程序见附件1） （1）不加入噪声的 Rs=50 Ts=10 M=2 a=0.25101520253035404550-2-1.5-1-0.500.511.52双极性NRZ 码元序列102030405060-0.50.51冲激响应升余弦滚降系统冲激响应200400600800100012001400-0.2-0.100.10.2信号幅度经过升余弦滚降系统后的码元0510152025303540-0.2-0.15-0.1-0.050.050.1信号幅度基带信号眼图从眼图张开程度可以得出没有发生码间干扰，这是因为基带信号的码元速率Rs 为50Baud ，而升余弦滚降滤波器和FIR 滤波器的等效带宽B=60Hz （Ts=10ms ），Rs<2B ，满足了奈奎斯特第一准则的条件。
2.加入噪声的0102030405060708090100-3-2-10123双极性NRZ 码元序列010203040506070-0.50.51冲激响应升余弦滚降系统冲激响应5001000150020002500-0.4-0.200.20.4信号幅度经过升余弦滚降系统后的码元双极性NRZ 码 升余弦滚降系统冲激响应（上）经过升余弦滚降系统后的码元（下）01020304050607080-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.4信号幅度基带信号眼图基带信号眼图从眼图张开程度可以得出没有发生码间干扰，这是因为基带信号的码元速率Rs为50Baud，而升余弦滚降滤波器和FIR滤波器的等效带宽B=60Hz（Ts=10ms），Rs<2B，满足了奈奎斯特第一准则的条件。
眼图是由各段码元波形叠加而成的，M=4，所以能看到3只眼睛。
仿真小结：通过本次实验，我更加深入理解了无码间干扰传输的基本条件和原理，掌握了基带升余弦滚降系统的实现方法。
我学会了通过观察眼图来分析码间干扰对系统性能的影响，滚降系数越大线迹越细，眼睛越清晰。
信噪比越大、滚降系数越大、定时越精确，误码率越小、眼图越清晰。
并且这次实验帮助我们熟悉了matlab语言的编码。
唯一不足的是，我自我感觉对仿真程序设计的代码理解的并不是很透彻，只是参考了一些的仿真结果，希望自己能够加深对代码的理解。
十、附件附录1MATLAB中的仿真（1）Rs=50 Ts=10 M=2 a=0.2close all;alpha=0.2;Ts=1e-2;Fs=1e3;Rs=50;M=2;Num=100;Samp_rate=Fs/Rs;Eye_num=2;NRZ=2*randint(1,Num,M)-M+1;figure(1);stem(NRZ);title('双极性NRZ码元序列');Samp_data=zeros(1,Samp_rate*Num);for r=1:Num*Samp_rateif rem(r,Samp_rate)==0Samp_data(r)=NRZ(r/Samp_rate);endend[ht,a]=rcosine(1/Ts,Fs,'fir',alpha);figure(2);subplot(2,1,1);plot(ht);ylabel('冲激响应');title('升余弦滚降系统冲激响应');st=conv(Samp_data,ht)/(Fs*Ts);subplot(2,1,2);plot(st);ylabel('信号幅度');title('经过升余弦滚降系统后的码元');figure(3);for k=10:floor(length(st)/Samp_rate)-10ss=st(k*Samp_rate+1:(k+Eye_num)*Samp_rate);plot(ss);hold on;endylabel('信号幅度');title('基带信号眼图');。