3-信道ppt课件

5、微波中继信道
特点：容量大，稳定，节约有色金属，投资少，维护方便。 用于雷达、导航、传输多路电话及电视等。
终端
中继
中继
终端
12
为了提高频谱利用率和减少干扰，可合理设计射频波道频率配置。如二频制和四频 制。
f1
f2
f1
1站 2站 3站 4站
f2
f1
f2
（a）二频制
f1
f2
f1
1站 2站 3站 4站
f3
f4
f3
（b）四频制 13
6、卫星中继信道 (1)以人造卫星作为中继站的信道，也是利用微波信号在空中传播。 (2)特点 通信距离远，且通信费用与距离无关 覆盖面积大，可进行多址通信 通信频带宽，传输容量大
14
§3.2 随参信道 1、陆地移动信道 (1)电波传输环境极其复杂、恶劣； (2)移动台(如手机)受到多种干扰影响和噪声的影响。
24
三、随参信道特性
1、随参信道的传输媒质的特点 (l) 对信号的衰耗随时间随机变化； (2) 信号传输的时延随时间随机变化； (3) 多径传播：由发射点出发的电波可能经多条路径到达接收点。
电离层
发送
接收
多径传播后的接收信号将是衰减和时延随时间变化的各条路径信号的合成
25
2、多径衰落与频率弥散
设发射信号为单音信号
r(t)k(t)s(t)n(t)——信道的数学模型
① 加性噪声 n(t) ——即使没有信号输入，信道输出端仍有一定功率输出。
② 乘性干扰 k(t) ——依赖于信道的特性，是非常复杂的函数。
18
恒参信道： k(t)基本不随时间变化。 ——可看成带宽有限的线性时不变信道
随参信道：k(t) 随机快变化。 ——可看成带宽有限的线性时变信道。
60 km
10 km 0 km
电离层
平流层 对流层 地面
地 球 大 气 层
16
无线信道 媒质与其 传输频率
范围
17
§3.3 信道特性及其数学模型 一、信道的数学模型 （以一对输入端和一对输出端为例）
s(t)
r(t)
f [s(t)]
n(t)
r(t)f[s(t)]n(t) 令f[s(t)]k(t)s(t)
d
td
21
H
K0
td
[理解]：无失真传输条件：在不考虑噪声的情况下，如果信号在传输中只是幅度上的 等比例衰减和时间上的同步延迟，则可看作无失真传输。
——对任何频率的信号均具有相同的幅度衰减和延迟。
22
3、幅度—频率失真
使传输信号的幅度随频率发生畸变，引起信号波形失真， 对数字信号引起码间串扰。
路”。
狭义
调
发
收
解
编码器输出 制 器
转 换 器
媒 质
转 换 器
调 译码器输入 器
调制信道
编码信道
广义
2
二、信道的分类 1、按信道的传输特性来分，可分为: 恒参信道：传输媒质特性基本不随时间变化。 [例如] 明线、电缆、光缆、人造卫星中继等 随参信道：传输媒质特性随时间随机变化。
[例如] 移动信道、短波电离层反射信道等 2、按照信道媒质的不同类型来分，可分为: 有线信道 无线信道
3
一、常见的恒参信道
§3.1 恒参信道
架空明线 电 缆： 光导纤维
对称电缆 同轴电缆
中长波地波传播
超短波及微波视距传播
卫星中继Baidu Nhomakorabea道
有线通信 无线通信
4
§3.2 恒参信道 一、常见的恒参信道 1、架空明线（已经基本淘汰） 平行而相互绝缘的架空裸线，损耗低，易受天气影响。
5
2、对称电缆 特点：传输损耗较大，价格便宜，性能稳定。 [例如]：用于市话中继和局域网等。
本章主要内容：
§3.0 信道的基本概念 §3.1 恒参信道 §3.2 随参信道 §3.3 信道特性及其数学模型 §3.4 信道容量的概念
第3 Channel
1
§3.0 信道的基本概念
一、信道的定义 1、狭义信道：信号的传输媒质。 2、广义信道：在传输信号过程中，所使用的设备和资源的总称。它们是信号的“必经之
导体 绝缘层 双绞线 6
3、同轴电缆 特点：对外界的干扰具有很好的屏蔽作用，抗电磁干扰能力强，高带宽，极好的噪声
抑制特性。 [例如]：有线电视网络中大量采用。
7
4、光纤（传输光波）
优点： (1) 传输速度快(>10Gb/s) (2) 衰减小(<0.2dB/s) (3) 传输距离远(上百千米) (4) 基质材料是石英，可以节约大量金属 (5) 不受电磁干扰，同时也不产生电磁干扰
雾 暴雨 自由空间
移动
移动信道的传播路径
移动信道中自由空间传播损耗 15
2、短波电离层反射信道
短波电离层反射信道：是指利用地面发射的无线电波（3-30MHz）在电离层与地面之 间的一次或多次反射所形成的信道。 电离层对电磁波的吸收损耗与层中电子密度成比例, 电离层的电子密度随昼夜、季节剧 烈变化。
20
2、理想恒参信道的传输特性 无失真传输时，要求信道的输出为：
s0(t)K0si(ttd)
si(t)：输入信号，K0：传输系数，td：时间延迟。
从频域来看：
S 0( )K 0S i( )ejtd
信道的传输函数：
H K0ejtd
信道的幅频特性：
H K0
相频特性：
td
群迟延—频率特性：
d
二、恒参信道特性
1、“无失真传输” 和“失真传输”的含义
经信道传输
t
无失真 失真
t
19
经信道传输
t
无失真 失真
t
无失真传输条件：在不考虑噪声的情况下，如果信号在传输中只是幅度上的等比 例衰减和时间上的同步延迟，则可看作无失真传输
“失真”的特点是信号畸变，其本质是产生了新的频率成分，或频率分布发生改 变。
他的发明改变 了世界通讯模 式，为信息高 速公路奠下基 石。
8
光纤的结构
多模纤芯直径: 50~80 μm
单模纤芯直径: 8~10 μm
9
各种光缆
层绞式 骨架式 束管式
带状式
根据光缆的传输性能、距离和用途，光缆可以分为市话光缆、长途光缆、海底光缆和用
户光缆。
10
有线信道 媒质与其 传输频率
范围
11
平坦区 300～3000Hz 典型音频电话信道的幅频特性
[改进方法]： 可采用均衡器进行补偿 (将在第5章详细介绍)
23
4、相位—频率失真 相频畸变对模拟话音通信影响不显著，但对高速数字信 号同样会引起码间串扰。
[改进方法]： 可采用均衡器补偿相位－频率失真(将在第5 章详细介绍) 典型电话信道的群迟延—频率特性
接收信号为
A cos 0t
n
式中 ——由第r(i条t)路径到达a的i接(t收)c信o号s振[幅0；ti(t)]