通信原理 第三章 信道

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通信原理ppt课件——第三章

通信原理ppt课件——第三章

输出信号
两条路径信道模型
34
频域表示 信道传输函数为
35
信道幅频特性为
若两条路径的相对时 延差 固定,则信 道的幅频特性为:
36
若两条路径的相对时延差相对时延

是随机参量 ,则信道的幅
频特性为:
多径传播信道的相关带宽 ——信道传输特性相邻两个零点之间的频率间隔
信道最大多径时延差
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• 如果信号的频谱比相关带宽宽,则会产生严重的频率 选择性衰落,为了减少频率选择性衰落,就应使信号 的频谱小于相关带宽(通常选择信号带宽为相关带宽 的1/3~1/5)
(噪声)。
根据以上几条性质,调制 信道可以用一个二端口线 性时变网络来表示,该网 络称为调制信道模型:
调制信道模型
4
二端口的调制信道模型,其输出与输入的关系有
一般情况下,
可以表示为信道单位冲激响应c(t)与输入
பைடு நூலகம்
信号的卷积, c(t)的傅里叶变换C(w)是信道传输函数:

可看成是乘性干扰
根据信道传输函数 的时变特性的不同,将物理信道分为
21
➢自由空间传播 ——当移动台和基站天线在视距范围之内,这时
电波传播的主要方式是直射波,其传播可以按自由 空间传播来分析。
设发射机输入给天线功率为 (W),则接收天线 上获得的功率为
22
自由空间传播损耗定义为 当发射天线增益和接收天线增益都等于1时
用 dB可表示为
自由空间传播损耗与距离d的平 方成正比,距离越远损耗越大
发送信号
单一频率正弦波
陆地移动多径传播
多径信道一共有n条路径,各条 路径具有时变衰耗和时变传输 时延且各条路径到达接收端的 信号相互独立,则接收端接收 到的合成波为

第三章 信道与信道容量 习题解答

第三章 信道与信道容量 习题解答

6
由于二元信源,等概率分布,信道对称,满足山农的理想观察者原理的三个假设条件,因此计算疑义度: 比特/消息
接收熵速率:
比特/秒
而系统要求的传信率为:
比特/秒,大于 1289比特/秒,故 10秒内无法无失真传递完。
11.已知一个平均功率受限的连续信号,通过带宽
的高斯白噪声信道,试求
(1) 若信噪比为 10,信道容量为多少?
(2) 若要保持信道容量不变,信噪比降为 5,信道带宽应为多少?
(3) 若要保持信道容量不变,信道带宽降为 0.5MHz,信号的功率信噪比应为多少?
(4) 其中有什么规律可总结?
解:根据香农公式:
(1) 信噪比为 10倍,信道容量: (2) 信噪比为 5倍,信道带宽:
比特/秒
(3) 信道带宽为 0.5MHz,信号的功率信噪比:
(2)信源熵速率: 接收熵速率: (3)一消息共有 4000个二元符号,该消息的信息量: 无失真地传递完该消息所需的时间:
10.有一个二元对称信道,其信道矩阵为
,设该信源以 1500符号/秒的速度传输输入符号。现
有一消息序列共有 14000个二元符号,并设其符号等概分布,问从信息传输的角度来考虑,10秒钟内能否 将这消息序列无失真地传递完? 解:根据信道转移矩阵画出下图:

时,根据

得:
作业:1、3(2)、6、7(1)、8、9或 10、11、13、15、16(1)
mW/Hz、限频 、限输入
9
解:设将电阻按阻值分类看成概率空间 X:

按功耗分类看成概率空间 Y:
已知:

通过计算
, ,


通过测量阻值获得的关于瓦数的平均信息量:

通信原理信道与讲义噪声第3章

通信原理信道与讲义噪声第3章

通信中常见的几种噪声
所谓白噪声是指它的功率谱密度函数在整个频率域(-∞<ω <+∞)内是常数,即服从均匀分布。我们称它为白噪声,因为它 类似于光学中包括全部可见光频率在内的白光。
理想的白噪声功率谱密度通常被定义为
Pn
()def
n0 2
( )
式中n0的单位是W/Hz 。
通常,若采用单边频谱,即频率在0到无穷大范围内时, 白噪声的功率谱密度函数又常写成
在通信理论分析中,常常通过求其自相关函数或方差来计算噪 声的功率。
高斯分布的密度函数
正态概率分布函数还经常表示成与误差函数相联系的形 式,所谓误差函数,它的定义式为
互补误差函数
er(fx) 2 xez2dz
π0
er(x f)c1er(xf)2 xez2dz
高斯型白噪声
所谓高斯白噪声是指噪声的概率密度函数满足正态分布 统计特性,同时它的功率谱密度函数是常数的一类噪声。
(a) 一对输入端, 一对输出端; (b) m对输入端,n对输出端
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); f[ei(t)]——表示信道对信号影响(变换)的某种函数关系
通信原理信道与噪声第3章
精品jin
3.1 信道特性
信道的定义 通俗地说,信道是指以Байду номын сангаас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。

通信原理-信道-PPT课件

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4
•编码信道模型: 二进制信号、无记忆信道,
0 P(0/1) 1 P(1/1)
P(0/0)
P(1/0)
0 1
其中,P(0/0), P(1/1) - 正确转移概率 P(0/1), P(1/0) - 错误转移概率 转移概率 - 决定于编码信道的特性 P(0/0) = 1 - P(1/0) P(1/1) = 1 - P(0/1)
13
通信卫 星
电离层
地—电离层 波导传 播
电离层
天波传 播
地球
地球 外大气 层及行星 际空间 电波传播
视距传 播 对流层 散射传播 电离层 散射传播 (b)
(a)
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无线电中继
图1.4.4 无线电中继
15
静止卫星中继通信
16
平流层中继通信
HAPS(High
Altitude Platform Station)
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(5)散射传播。 这是利用对流层或电离层介质中的不均匀体或流 星余迹对无线电波的散射作用而进行的传播。利用散 射传播实现通信的方式目前主要是对流层散射通信, 其常用频段为 0.2 ~ 5MHz ,单跳距离可达 100 ~ 500km 。 电离层散射通信只能工作在较低频段 30~60MHz, 单跳距离可达1000~2000km,但因传输频带窄,其应 用受到限制。 流星余迹持续时间短,但出现频繁,可用于建立 瞬间通信,常用通信频段为 30~70MHz,单跳通信可 达2000km。实际的流星余迹通信除了利用散射传播外, 还可利用反射进行传播。
3
通常, f [ei(t) ] 可以表示为:k(t) ei(t), 此时, eo(t) = k(t) ei(t) + n(t) 其中k(t)表示时变线性网络的特性 ,称为乘性干扰。

通信原理第三章答案

通信原理第三章答案

通信原理第三章答案在通信原理的学习中,第三章是非常重要的一部分,它涉及到了很多与通信相关的基础知识和原理。

在这一章节中,我们将学习到很多关于信号传输、调制解调、数字通信等方面的知识。

下面,我将对第三章的一些重要问题进行解答,希望能够帮助大家更好地理解这一部分内容。

1. 什么是信号传输?它的作用是什么?信号传输是指将信息从一个地方传送到另一个地方的过程。

在通信系统中,信号传输是非常重要的,它可以帮助我们实现信息的传递和交流。

通过信号传输,我们可以将声音、图像、数据等信息传送到远方,实现远程通信。

2. 什么是调制解调?它的作用是什么?调制解调是指将原始信号转换成适合在信道上传输的信号,以及将接收到的信号转换成原始信号的过程。

调制是为了适应信道的特性,使信号能够有效地在信道上传输;解调则是为了将接收到的信号转换成原始信号,以便我们能够正确地接收和理解信息。

3. 数字通信和模拟通信有什么区别?数字通信和模拟通信是两种不同的通信方式。

在模拟通信中,信号是连续变化的,它可以表示成无限个可能的数值;而在数字通信中,信号是离散的,它只能表示成有限个可能的数值。

数字通信具有抗干扰能力强、传输质量稳定等优点,而模拟通信则更适合传输连续变化的信号。

4. 为什么要进行信号调制?信号调制是为了适应不同信道的特性,使信号能够有效地在信道上传输。

不同的信道具有不同的传输特性,通过调制可以使信号更好地适应这些特性,提高信号的传输质量和可靠性。

5. 什么是码元和波特?码元是数字通信中的基本单位,它是表示数字信号的最小时间间隔。

波特是衡量数据传输速率的单位,它表示每秒传输的码元数。

在数字通信中,码元和波特是非常重要的概念,它们直接影响着数据传输的速率和效率。

通过以上问题的解答,我们对通信原理第三章的内容有了更深入的理解。

希望大家能够通过学习,掌握这些重要的知识点,为以后的通信技术应用打下坚实的基础。

同时,也希望大家能够在学习过程中多加思考,多进行实践,进一步提高自己的理论水平和实践能力。

通信原理第三章 模拟调制系统

通信原理第三章 模拟调制系统

当载波为cosωct时
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) cos t m ( t ) sin t LSB c c 2 2
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) cos t m ( t ) sin t U SB c c 2 2 当载波为sinωct时
w
w
w
w
1 1 ) S ( t ) = m ( t ) sin t m ( t ) cos t L SB c c 2 2 1 1 ) S ( t ) = m ( t ) sin t m ( t ) cos t U SB c c 2 2
w) , h(t) = H(w) = jsgn(
1
t
3)、Hilbert变换的性质: (1)、信号和它的希尔波特变换具有相同的能量谱密度或相 同的功率谱密度。 推论: (2)、信号和它的希尔波特变换的能量(或功率)相同。 (3)、信号和它的希尔波特变换具有相同的自相关函数。 (4)、信号和它的希尔波特变换互为正交。 4)、Hilterb变换的用途: 在单边带调制中,用来实现相位选择,以产生单边带信号
1 S ( w ) = A w w w w [ M ( w w ) M ( w w )] A M c c c c 2
c(t) 载波 调制 信号 已调 信号 m(t)
-f
H
C(f)
-f c 0 fc
f
M(f)
f
-fL 0 f
L
fH
sm(t)
第三章 模拟调制系统
引言 3.1 幅度调制 标准调幅(AM) 双边带调幅(DSB) 单边带调幅(SSB) 残留边带调幅(VSB) 3.2 角度调制原理 3.3 抗噪声性能 各种幅度调制系统的噪声性能 非线性调制系统的抗噪性能 模拟系统比较

通信原理第三章课后习题答案

通信原理第三章课后习题答案

习题解答3-1.填空题(1) 在模拟通信系统中,有效性与已调信号带宽的定性关系是( 已调信号带宽越小,有效性越好),可靠性与解调器输出信噪比的定性关系是(解调器输出信噪比越大,可靠性越好)。

(2) 鉴频器输出噪声的功率谱密度与频率的定性关系是(功率谱密度与频率的平方成正比),采用预加重和去加重技术的目的是(提高解调器输出信噪比)。

(3) 在AM 、DSB 、SSB 、FM 等4个通信系统中,可靠性最好的是(FM ),有效性最好的是(SSB ),有效性相同的是(AM 和DSB ),可靠性相同的是(DSB 、SSB )。

(4) 在VSB 系统中,无失真传输信息的两个条件是:(相干解调)、(系统的频率特性在载频两边互补对称)。

(5) 某调频信号的时域表达式为6310cos(2105sin10)t t ,此信号的载频是(106)Hz ,最大频偏是(2500)Hz ,信号带宽是(6000)Hz ,当调频灵敏度为5kHz/V 时,基带信号的时域表达式为(30.5cos10t )。

3-2.根据题3-2图(a )所示的调制信号波形,试画出DSB 及AM 信号的波形图,并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。

解:设载波()sin c s t t ,(1)DSB 信号()()()DSB s t m t s t 的波形如题3-2图(b ),通过包络后的输出波形为题3-2图(c)。

(2)AM 信号0()[()]sin AM c s t m m t t ,设0max ()m m t ,波形如题3-2图(d ),通过包络后的输出波形为题3-2图(e)。

结论:DSB 解调信号已严重失真,故对DSB 信号不能采用包络检波法;而AM 可采用此法恢复。

3-3.已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ,载波为4cos10t ,进行单边带调制,试确定该单边带信号的表示式,并画出频谱图。

解法一:若要确定单边带信号,需先求得()m t 的希尔波特变换题3-2图(a )题3-2图(b)、(c)、(d)和(e)ˆ()cos(2000)cos(4000)22sin(2000)sin(4000)mt t t t t故上边带信号11ˆ()()cos ()sin 2211cos(12000)cos(14000)22USB c c s t m t t mt t t t下边带信号为11ˆ()()cos ()sin 2211cos(8000)cos(6000)22LSB c c s t m t t mt t t t其频谱图如题2-3图所示。

通信原理第三章(模拟调制原理)习题及其答案

通信原理第三章(模拟调制原理)习题及其答案

第三章(模拟调制原理)习题及其答案【题3-1】已知线性调制信号表示式如下:(1)cos cos c t w t Ω (2)(10.5sin )cos c t w t +Ω 式中,6c w =Ω。

试分别画出它们的波形图和频谱图。

【答案3-1】(1)如图所示,分别是cos cos c t w t Ω的波形图和频谱图设()M S w 是cos cos c t w t Ω的傅立叶变换,有()[()()2()()] [(7)(5)(5)(7)]2M c c c c S w w w w w w w w w w w w w πδδδδπδδδδ=+Ω+++Ω-+-Ω++-Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω(2)如图所示分别是(10.5sin )cos c t w t +Ω的波形图和频谱图:设()M S w 是(10.5sin )cos c t w t +Ω的傅立叶变换,有()[()()] [()()2()()] [(6)(6)] [(7)(5)2(7)(5)]M c c c c c c S w w w w w j w w w w w w w w w w j w w w w πδδπδδδδπδδπδδδδ=++-++Ω+++Ω---Ω+--Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω--Ω-+Ω【题3-2】根据下图所示的调制信号波形,试画出DSB 及AM 信号的波形图,并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。

【答案3-2】AM 波形如下:通过低通滤波器后,AM 解调波形如下:DSB 波形如下:通过低通滤波器后,DSB 解调波形如下:由图形可知,DSB 采用包络检波法时产生了失真。

【题3-3】已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ππ=+载波为4cos10t π,进行单边带调制,试确定单边带信号的表达式,并画出频谱图。

【答案3-3】可写出上边带的时域表示式4411ˆ()()cos ()sin 221 [cos(2000)cos(4000)]cos1021 [sin(2000)sin(4000)]sin 1021 [cos12000cos 8000cos14000cos 6000]41 [cos 8000co 4m c c s t m t w t mt w t t t t t t tt t t t t πππππππππππ=-=+-+=+++--s12000cos 6000cos14000]11 cos12000cos1400022t t t t tπππππ+-=+其傅立叶变换对()[(14000)(12000)2+(14000)(12000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=+++-+-可写出下边带的时域表示式'4411ˆ()()cos ()cos 221 [cos(2000)cos(4000)]cos1021 [sin(2000)sin(4000)]sin 1021 [cos12000cos 8000cos14000cos 6000]41 +[cos 8000c 4m c c s t m t w t mt w t t t t t t tt t t t t πππππππππππ=+=+++=+++-os12000cos 6000cos14000]11 cos 8000cos1600022t t t t tπππππ+-=+其傅立叶变换对'()[(8000)(6000)2(8000)(6000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=++++-+-两种单边带信号的频谱图分别如下图。

通信原理信道

通信原理信道

当信道的相位-频率特性偏离线性关系时,将会使通过信 道的信号产生相位-频率失真,相位-频率失真也是属于线性失
真,会使信号产生严重的相频失真或群迟延失真。如果传输
数字信号, 相频失真同样会引起码间干扰。
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3.4.3 光纤(续)
光纤具有许多优越的性能,其优越性包括: (1) 容量很大; (2) 很低的传输损耗,0.1dB/km; (3) 不受电磁干扰影响; (4) 体积小,重量轻; (5) 坚固耐用,柔韧性好; (6) 由于光纤的材料是石英,原材料丰富、便宜。
2020/9/28
Pe = P1 P(0|1) + (1- P1) P(1|0)
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3.2 信道定义(续)
0
1 发 送 端
2
3 图3-4 四进制编码信道模型
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0
1



2
3
7
3.4 恒参信道举例
3.4.1 双绞线
双绞线由两根彼此绝缘的铜线组成,这两根线按照规
则的螺线状绞合在一起。通常,将许多这样的线对捆扎在一
3.1 引言
一般把信号所通过的物理介质称为信道。信道是通信 系统必不可少的组成部分。信号在信道中传输时受到衰减、 时延和各种失真的影响,同时受到噪声的干扰。
从信道的物理形态来分为有线信道和无线信道,双绞 线、同轴电缆、波导以及光缆等属于有线信道,而无线信 道有大气、自由空间和水等。
从信道的统计特征分又可以分为恒参信道和随参信道。恒 参信道的参数在通信过程中基本不随时间变化,随参信道的信 道参数是随时间随机变化的。
2020/9/28
1
3.2 信道定义

通信原理(陈启兴版) 第3章作业和思考题参考答案

通信原理(陈启兴版) 第3章作业和思考题参考答案

3-1设理想信道的传输函数为()d j 0e t H K ωω-=式中,K 0和t d 都是常数。

试分析信号s (t )通过该理想信道后的输出信号的时域和频域表示式,并对结果进行讨论。

解 设输入()s t 的频谱用()S ω表示,则通过上述信道后,输出信号的频谱可表示为0()()()()d j t o S S H K S e ωωωωω-==则输出信号为0()()o d s t K s t t =-可见该信道满足无失真条件,对信号的任何频率分量的衰减倍数及延迟相同,故信号在传输过程中无失真。

3-2设某恒参信道的传输函数具有升余弦特性()221cos ,2220,sT js s ssT T e T H T ωωπωωπω-⎧⎛⎫+≤⎪⎪⎪⎝⎭=⎨⎪>⎪⎩式中, T s 为常数。

试求信号s (t )通过该信道后的输出表示式,并对结果进行讨论。

解 设()s t 的频谱用()S ω表示,则通过上述恒参信道后,输出信号的频谱可表示为()222()1cos ()1cos ,2222()()()20,s s T T j jss ss s o sT T TT S e S e T S S H T ωωϕωωωπωωωωωωπω⎛⎫-- ⎪⎝⎭⎧⎛⎫⎛⎫+=+≤⎪⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭==⎨⎪>⎪⎩输出信号为0()()()()4224s s s s s T T T Ts t s t s t s t T =+-+- 分析可见,若信号频率1s s f f T >=,则信道对信号产生截止。

若信号频率1s sf f T ≤=,则信道对输入信号的幅度有函数加权,即信号中不同频率的分量分别受到信道不同的衰减,产生了幅频失真。

()2sT τω=-为常数即没有产生相频失真。

3-3假设某随参信道有两条路径,路径时差为τ =1ms ,试求该信道在哪些频率上传输衰耗最大?哪些频率范围传输信号最有利?解 假设该随参信道两条路径的衰减系数均为K ,该信道的幅频特性为()2cos 2H K ωτω⎛⎫=⎪⎝⎭当cos 12ωτ⎛⎫=⎪⎝⎭(即2n ωτπ=)时,对传输信号最有利,此时出现传输极点 2n πωτ=或 nf τ=当cos 02ωτ⎛⎫=⎪⎝⎭(即122n ωτπ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭)时,传输损耗最大,此时出现传输零点 (21)n πωτ+=或 1/2n f τ+=3-4 在移动信道中,市区的最大时延差为5μs ,室内的最大时延差为0.04μs 。

第三章 信道与信道容量 习题解答

第三章 信道与信道容量 习题解答
但与理论不矛盾因为信息速率不光与信源熵有关还与每秒发送的符号数有关该信源的两个消息是非同价代码每个码元消息的时间长度不同等概率时信源熵提高了但每秒发送的符号数下降了因此才有此结果
第三章 信道与信道容量 习题解答
1.设信源
通过一干扰信道,接收符号为
信道传递矩阵为
(1) 信源 中符号 和 分别含有的自信息量。
(4)说明如果信噪比降低,则为保持信道容量不变,必须加大信道带宽。反之加大信道带宽,则可降低对信 噪比的要求。如果信道带宽降低,则为保持信道容量不变,必须加大信号功率信噪比。反之加大信号功率信 噪比,则可降低对信道带宽的要求。
12.在一个理想通信系统中,已知信道中功率信噪比为 10分贝,为了使功率节省一半又不损失信息量,有 几种办法?请计算并讨论各自的优缺点。

将各数据代入: 解得:
如果

将各数据代入: 解得:
14.在理想系统中,若信道带宽与消息带宽的比为 10,当接收机输入端功率信噪比分别为 0.1和 10时,试
比较输出端功率信噪比的改善程度,并说明

之间是否存在阀值效应。
解:已知
根据公式:
前者改善不明显,后者改善明显,故存在阀值效应。 15.设加性高斯白噪声信道中,信道带宽 3kHz,又设
解:设将电阻按阻值分类看成概率空间 X:

按功耗分类看成概率空间 Y:
已知:

通过计算
, ,


通过测量阻值获得的关于瓦数的平均信息量:
6.有一以“点”和“划”构成的老式电报系统,“点”的长度为 30毫秒,“划”的长度为 150毫秒,“点”和“划”出现的
4
概率分别为 0.8和 0.2,试求信息速率为多少?“点”、“划”出现的概率相等时,信息速率为多少?是否“点”、“划” 出现的概率相等时信息速率一定最高?是否和理论相矛盾?为什么? 解:

通信原理第三章总结

通信原理第三章总结

第三章 总结节1 信道的概念一、信道定义:狭义信道、广义信道二、信道模型:1、调制信道共性:①一对(或多对)信道输入,必对应有一对(或多对)信道输出。

②绝大多数信道是线性的,满足叠加定理。

③信道对信号有延时,还有衰耗(固定或时变)④无信号输入,信道也有输出。

调制信道可用时变线性网络表示恒参信道、随参信道2、编码信道编码信道模型用码序列的转移概率描述3、信道分类节2 调制信道特性及对信号传输的影响一、恒参信道1、幅频特性:2、相频特性:若Φ(ω) = - ω t d ( t d 是常数,为线性函数),无失真。

Φ(ω) 非线性,有失真。

二、随参信道1、随参信道传输媒质三个特点:①传输衰耗随时间而变;()()则有幅频失真则无幅频失真const H const H ≠=ωω②传输时延随时间而变;③多径传播。

2、随参信道对信号传输的影响分析:影响结果:①等幅信号变为有包络变化的信号,即存在幅度快衰落影响;②单一频率信号变为窄带频谱信号,即存在频率弥散影响。

相关带宽△f节3 加性噪声节4 信道容量概念信道传输信息的最大速率 R 称为信道容量, C 为差错任意小的最高信息速率。

待传送的信源信息速率 R 源>C ,则信道肯定不能正确传送该信息;而R 源≤C ,采用适当的方法,该信道能正确无误的传送该信息。

加性高斯白噪声作用下的调制信道(白高斯信道)可由Shannon 公式计算信道的容量:B :信道带宽(Hz ) S :信号功率( W )N = n 0 B :白噪声功率s bit B n S B N S B C /1log 1log 022⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=。

通信原理第三章习题及其答案

通信原理第三章习题及其答案

第三章(模拟调制原理)习题及其答案【题3-1】已知线性调制信号表示式如下:(1)cos cos c t w t Ω (2)(10.5sin )cos c t w t +Ω 式中,6c w =Ω。

试分别画出它们的波形图和频谱图。

【答案3-1】(1)如图所示,分别是cos cos c t w t Ω的波形图和频谱图设()M S w 是cos cos c t w t Ω的傅立叶变换,有()[()()2()()] [(7)(5)(5)(7)]2M c c c c S w w w w w w w w w w w w w πδδδδπδδδδ=+Ω+++Ω-+-Ω++-Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω(2)如图所示分别是(10.5sin )cos c t w t +Ω的波形图和频谱图:设()M S w 是(10.5sin )cos c t w t +Ω的傅立叶变换,有()[()()][()()2()()] [(6)(6)][(7)(5)2(7)(5)]M c c c c c c S w w w w w j w w w w w w w w w w j w w w w πδδπδδδδπδδπδδδδ=++-++Ω+++Ω---Ω+--Ω-=+Ω+-Ω++Ω+-Ω--Ω-+Ω【题3-2】根据下图所示的调制信号波形,试画出DSB 及AM 信号的波形图,并比较它们分别通过包络检波器后的波形差别。

【答案3-2】AM波形如下:通过低通滤波器后,AM解调波形如下:DSB波形如下:通过低通滤波器后,DSB解调波形如下:由图形可知,DSB 采用包络检波法时产生了失真。

【题3-3】已知调制信号()cos(2000)cos(4000)m t t t ππ=+载波为4cos10t π,进行单边带调制,试确定单边带信号的表达式,并画出频谱图。

【答案3-3】可写出上边带的时域表示式4411ˆ()()cos ()sin 221[cos(2000)cos(4000)]cos1021[sin(2000)sin(4000)]sin1021[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41[cos8000co 4m c c s t m t w t mt w t t t tt t tt t t t t πππππππππππ=-=+-+=+++--s12000cos 6000cos14000]11cos12000cos1400022t t t t tπππππ+-=+ 其傅立叶变换对()[(14000)(12000)2+(14000)(12000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=+++-+-可写出下边带的时域表示式'4411ˆ()()cos ()cos 221[cos(2000)cos(4000)]cos1021[sin(2000)sin(4000)]sin1021[cos12000cos8000cos14000cos 6000]41+[cos8000c 4m c c s t m t w t mt w t t t tt t tt t t t t πππππππππππ=+=+++=+++-os12000cos 6000cos14000]11cos8000cos1600022t t t t tπππππ+-=+其傅立叶变换对'()[(8000)(6000)2(8000)(6000)]M S w w w w w πδπδπδπδπ=++++-+-两种单边带信号的频谱图分别如下图。

通信原理第3章信道

通信原理第3章信道
增大视线传播距离的其他途径 ➢ 中继通信: ➢ 卫星通信:静止卫星、 移动卫星
图3.1-5 无线电中继
➢ 平流层通信:利用位于平流层的高空平台电台代替卫星作为 基站的通信。
11
第3章 信 道
三、电离层和大气层对于传播的影响
电离层对于传播的影响
反射 散射
大气层对于传播的影响
散射 吸收
衰 减
根据应用情况不同,在光纤线路中可能设有中继器 (也可不设)。中继器有两种类型:直接中继器和间接中继器。 所谓直接中继器就是光放大器,它直接将光信号放大以补偿光 纤的传输损耗,以便延长传输距离;所谓间接中继器就是将光 信号先解调为电信号,经放大或再生处理后,再调制到光载波 上,利用光纤继续进行传输。在数字光纤信道中,为了减少失 真及防止噪声的积累,每隔一定距离需要加入再生中继器。
电离层
电离层:约60 ~ 400 km
平流层
60 km
对流层
10 km
地面
0 km
6
第3章 信 道
3.短波电离层的传播路径
短波电离层反射信道是利用地面发射的无线电波在电 离层, 或电离层与地面之间的一次反射或多次反射所形成 的信道。
离地面60~400 km的大气层称为电离层。
电离层由分子、原子、离子及自由电子组成,形成的 原因是由于太阳辐射的紫外线和X射线。 当频率范围为 3~30 MHz (波长为10-100m)的短波(或称为高频)无线电 波射入电离层时, 由于折射现象会使电波发生反射,返回 地面,从而形成短波电离层反射信道。
制 器




线测






处 理
电 信 号
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copyright
τ i (t ) 影
; 。
41
R(t ) = V (t ) cos[ω 0t + ϕ (t )]
V (t ) = X c2 (t ) + X s2 (t )
X s (t ) X c (t )
→ ∆f ←
ϕ (t ) = tan
V (t )
−1
t
2π f0 + d ϕ ( t ) / dt

copyright 45
τm

△ f = 1/ τ
f


copyright

46
3.8
。 / 。
copyright 47
1


copyright 48
2.
。 1 2 3 4
copyright 49
3.
1 2 3
>
>
copyright 50
3.9 : 、 、 、 ;
copyright
51

copyright
22
然LED衰 然LD衰 。 。 PIN 然APD 衰 。

copyright 23
。 、 。 。 、 。
copyright
24
3.
40~ 40~50km。 50km。

、 。
co 。 、
1耦000km


。 。 。
copyright 26
。 、 。
copyright
36
。 。
copyright 37
2
10~12Km 。
: :100正 :100 正4000参MHz :100正 :100正600参km
copyright 38
3.
VHF UHF 。 、 。
d2 hb d hm
θ
d1
θ
copyright
39
3.7
: ① ② ③ ; ;

copyright
40
1
: A cos ω 0 t :
R (t ) = ∑ µ i (t ) cos ω 0 [t − τ i (t )] = ∑ µ i (t ) cos[ω 0 t + ϕ i (t )]
i =1 i =1 n n
µ i (t ) 影
i i
µ i (t ), τ i (t ), ϕ i (t )
1 2 3 4 5
copyright
2
3. 1


copyright
3

copyright
4
3言 2
、 。 。 。 。 、 、 、 。 、 、 、 、 。

copyright 5


copyright 6

解解解解 调调调调 器器器器

收收收收 转转转转 换换换换 器器器器

媒媒媒媒 质质质质
16
2

copyright
17
k然t衰 k然t衰 n然t衰 n然t衰 。
0、1
copyright
18
3.4
作言
1衰参 。 。 2衰参 。 。 影 。
copyright 19
3衰参 然 衰 。 然 衰。
5
copyright
20
copyright
21
2言
、 、 、 。 。 、 、 、 、 、
电唯ω 电唯ω始t在个个个个个 n唯t在个个个个个个个 电唯ω 电唯ω始t在 电唯ω 电唯ω始t在 t t 始 始 电唯ω 电唯ω在
copyright
11
copyright
12
3
1

2

copyright
13
、 、 。
copyright
14
1
。 P(i/j)-----0
P(0/0) P(0/1) P(1/0)

copyright
52
1衰参 。 2衰参
。 3衰参 。

copyright

53



copyright
54
3作9作参1参
ϕn (ω)
n0/2 w 0
copyright
55
然Gaussian参white参noise衰

ϕ n ( ω)
n0 / 2
R (τ )
(n0 / 2)
ω
τ
n0 n0 ϕn (ω) = ↔ R n (τ) = δ ( τ ) 2 2

copyright
衰。
32
2.

d ϕ (ω ) τ (ω ) = dω
群迟延: 群迟延:相位特性对频率求导



copyright 33
3.6 作
X 60~600 km 3~30 MHz ) 。 。 (HF,
copyright
34
4000km 耦000km
copyright 35

0=0衰 0
f0
f

copyright 42
1
然fading衰
: : 。 。

2 衰
copyright
43
2
f然t衰影
作 影
Af然t正τ0衰 Af然t正τ0正τ衰参 A参 τ0 τ

?
copyright 44
:
1+ e
− jωτ
=
(1 + cos ωτ ) + sin ωτ = 2 cos
2 2
ωτ
2
τ (t ) 1/参参参
、 、 。 。 0作26s 0作26s 。 、 、

copyright 29
3言5

H (ω ) = H (ω ) e
jϕ (ω )
1 2
copyright
; 。
30


copyright
31
1.

:
300Hz
300 1100Hz 1100 2900Hz 2900Hz
; 80 90dB
、 、 。 。
发发发发 转转转转 换换换换 器器器器

调调调调 制制制制 器器器器

信 信
copyright
7



copyright 8
影 衰 影 影 影 影 。
copyright

9
3言3

1、
然1衰参 然2衰参 然3衰参 然4衰参 然5衰参 。
copyright 10




;
2
能需唯t在个个个个个电唯ω始t在个个个个夫个个个个个个能系唯t在 n唯t在


copyright 27
120° 120° 然 。 。 L 然1作5/1作6GHz衰、 然1作5/1作6GHz衰、 C 然4/6GHz衰、 然4/6GHz衰、Ku 然12/14GHz衰、 然20/30GHz衰。 然12/14GHz衰、Ka 然20/30GHz衰。
copyright 28


copyright 56
ϕ
Y
(ω )
n
0
2
-w
w
ω
RY (τ )
-5π -4π -3π -2π -π
0
π 2π 3π 4π 5π
copyright 57
3.10.2
然Band正 然Band正limited衰 。 。
copyright
58
H(w)
1
n(t)
n(t ) = ρ (t ) cos [ωc t + ϕ (t) ]
0 1 : : n
15
P(0/0)+ P(1/0)=1 P(0/1)+ P(1/1)=1
1 P(1/1) : : P(0/n) P(1/n) n
copyright
P(n/n)
0 1 0 1 0 1
1 1
0.9 0.1 0.1 0.9 0.5 0.5 0.5 0.5
copyright
0 1 0 1 0 1
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