现代通信系统原理(第3版_张会生)第2章 信道与噪声
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第 1章绪论一、填空题1.( 通信)就是从一地向另一地传递消息。
2. 通信的目的是传递消息中所包含的（信息）。
3.目前使用最广泛的通信方式是（电通信）。
4.（通信系统）的作用就是将信息从信源传送到一个或多个目的地。
5.按通信业务分类，通信系统可分为（话务通信）和（非话务通信）。
6.根据是否采用调制，可将通信系统分为（基带传输）和（频带传输）。
7.按传输媒质分，通信系统可分为（有线通信）系统和（无线通信）系统两大类。
8.传输多路信号有三种复用方式，即（频分复用）、（时分复用）和（码分复用）。
9.在数字通信中，按数字信号代码排列的顺序可分为（并行传输）和（串行传输）。
二、单项选择题1.下列不属于数字通信特点的是（ A ）。
A.噪声容易积累B.差错可控C.易于集成化D.易于加密处理2.下列不属于数字通信特点的是（ B ）。
A.噪声不积累B.差错难以控制C.易于集成化D.易于加密处理3.下列属于单工通信方式的是（ A ）。
A.广播B.同载频对讲机C.无线电话D.普通电话4.下列属于半双工通信方式的是（ B ）。
A.广播B.同载频对讲机C.无线电话D.普通电话三、分析简答题1．请画出通信系统的一般模型。
解：2.请画出模拟通信系统的模型。
解：3.请画出数字通信系统的模型。
解：四、应用题1、一离散信源由0,1,2,3四个符号组成，它们出现的概率分别为3/8, 1/4, 1/4,1/8,且每个符号出现都是独立的。
试用两种方法求某消息22123101的信息量。
（lb3=1.58, lb5=2.32, lb6=2.58, lb7=2.80, lb9=3.17, lb10=3.32）解：此消息中，0出现14次，1出现12次，2出现18次，3出现9次，共有53个符号，故该消息的信息量为：（1）I=14lb8/3+12lb4+18lb4+9lb8=19.88+24+36+27=106.88每个符号的算术平均信息量为：I/符号数=106.88/53=2.02（bit/符号）（2）用熵的概念来计算：H=-3/8lb3/8-1/4lb1/4-1/4lb1/4-1/8lb1/8=1.906该消息的信息量为：I=53×1.906=101.02（bit）2、一离散信源由0,1,2,3四个符号组成，它们出现的概率分别为3/8, 1/4,1/4,1/8,且每个符号出现都是独立的。
通信原理(张会生)课后习题答案
思考题1-1 什么是通信？常见的通信方式有哪些？1-2 通信系统是如何分类的？1-3 何谓数字通信？数字通信的优缺点是什么？1-4 试画出模拟通信系统的模型，并简要说明各部分的作用。
1-5 试画出数字通信系统的一般模型，并简要说明各部分的作用。
1-6 衡量通信系统的主要性能指标是什么？对于数字通信具体用什么来表述？1-7 何谓码元速率?何谓信息速率?它们之间的关系如何?习题1-1 设英文字母E出现的概率=0.105，X出现的概率为＝0.002，试求E和X的信息量各为多少？1-2 某信源的符号集由A、B、C、D、E、F组成，设每个符号独立出现，其概率分别为1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4，试求该信息源输出符号的平均信息量。
1-3 设一数字传输系统传送二进制信号，码元速率RB2=2400B，试求该系统的信息速率Rb2=？若该系统改为传送16进制信号，码元速率不变，则此时的系统信息速率为多少？1-4 已知某数字传输系统传送八进制信号，信息速率为3600b/s，试问码元速率应为多少？1-5 已知二进制信号的传输速率为4800b/s，试问变换成四进制和八进制数字信号时的传输速率各为多少（码元速率不变）？1-6 已知某系统的码元速率为3600kB，接收端在l小时内共收到1296个错误码元，试求系统的误码率=？1-7 已知某四进制数字信号传输系统的信息速率为2400b/s，接收端在0.5小时内共收到216个错误码元，试计算该系统=？l-8 在强干扰环境下，某电台在5分钟内共接收到正确信息量为355Mb，假定系统信息速率为1200kb/s。
（l）试问系统误信率=？（2）若具体指出系统所传数字信号为四进制信号，值是否改变？为什么？（3）若假定信号为四进制信号，系统传输速率为1200kB，则＝？习题答案第一章习题答案1-1 解：1-2 解：1-3 解：1-4 解：1-5 解：1-6 解：1-7 解：1-8 解：思考题2-1 什么是狭义信道？什么是广义信道？（答案）2-2 在广义信道中，什么是调制信道？什么是编码信道？2-3 试画出调制信道模型和二进制无记忆编码信道模型。
通信原理第三版_蒋青(全部答案)
第1章 绪论 习题解答1-1解：每个消息的平均信息量为222111111()log 2log log 448822H x =--⨯- =1.75bit/符号1-2解：（1）两粒骰子向上面的小圆点数之和为3时有（1，2）和（2，1）两种可能，总的组合数为116636C C ⨯=，则圆点数之和为3出现的概率为 3213618p ==故包含的信息量为2321(3)log log 4.17()18I p bit =-=-=（2）小圆点数之和为7的情况有（1，6）（6，1）（2，5）（5，2）（3，4）（4，3），则圆点数之和为7出现的概率为761366p ==故包含的信息量为2721(7)log log 2.585()6I p bit =-=-=1-3 解：（1）每个字母的持续时间为2⨯10ms ，所以字母传输速率为4315021010B R Baud -==⨯⨯不同字母等可能出现时，每个字母的平均信息量为 2()log 42H x == bit/符号 平均信息速率为4()100b B R R H x ==g bit/s （2）每个字母的平均信息量为222211111133()log log log log 5544441010H x =---- =1.985 bit/符号所以平均信息速率为4()99.25b B R R H x ==g (bit/s) 1-4 解：（1）根据题意，可得：23(0)log (0)log 1.4158I P =-=-≈ 比特 21(1)log (1)log 24I P =-=-= 比特21(2)log (2)log 24I P =-=-= 比特 21(3)log (3)log 38I P =-=-= 比特（2）因为离散信源是无记忆的，所以其发出的消息序列中各符号是无依赖的、统计独立的。
因此，此消息的信息量就等于消息中各个符号的信息量之和。
此消息中共有14个“0”符号，13个“1”符号，12个“2”符号，6个“3”符号，则该消息的信息量是：14(0)13(1)12(2)6(3)I I I I I =+++ 14 1.41513212263≈⨯+⨯+⨯+⨯87.81≈ 比特此消息中共含45个信源符号，这45个信源符号携带有87.81比特信息量，则此消息中平均每个符号携带的信息量为287.81/45 1.95I =≈ 比特/符号1-6解：（1）221133()log log 0.8114444H x =--≈bit/符号（2）某一特定序列（例如：m 个0和100-m 个1）出现的概率为()()()()100-100-1210013,,,0144m mm mLP XP X XX P P ⎛⎫⎛⎫===⎡⎤⎡⎤ ⎪ ⎪⎣⎦⎣⎦⎝⎭⎝⎭L所以，信息量为()()()100-12100213,,,log log 44200(100)log 3m mLI X X X P X m bit ⎧⎫⎪⎪⎛⎫⎛⎫=-=-⎨⎬⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎪⎪⎩⎭=--L（3）序列的熵()()10081/L X X bit H =H =序列1-8解：若系统传送二进制码元的速率为1200Baud ，则系统的信息速率为： 21200log 21200b R =⨯= bit/s若系统传送十六进制码元的速率为2400Baud ，则系统的信息速率为： 22400log 169600b R =⨯= bit/s 1-11解：(1) 因为S/N =30dB,即1010log 30SdB N =，得：S/N=1000由香农公式得信道容量2log (1)S C B N =+23400log (11000)=⨯+333.8910/bit s ≈⨯ （2）因为最大信息传输速率为4800b/s ，即信道容量为4800b/s 。
精品文档-现代通信原理与技术(三版)张辉-第3章
(3.1
如果信道是无记忆的， 则表征信道输入、 输出特性的转
第3章 信道与噪声
(3.1 - 13)
P(yj/xi)=P(Y=yj/X=xi)
上式表示发送xi条件下接收出现yj的概率，也即将xi转移为yj的 概率。图 3-7 给出了一个多进制无记忆编码信道模型。
如果编码信道是有记忆的， 即信道噪声或其他因素影 响导致输出数字序列发生错误是不独立的，则编码信道模型要 比图 3 - 6 或图 3 - 7 所示的模型复杂得多，信道转移概率 表示式也将变得很复杂。
第3章 信道与噪声
狭义信道按照传输媒质的特性可分为有线信道和无线信道 两类。有线信道包括明线、 对称电缆、 同轴电缆及光纤等。 无线信道包括地波传播、 短波电离层反射、 超短波或微波视 距中继、 人造卫星中继、 散射及移动无线电信道等。狭义信 道是广义信道十分重要的组成部分，通信效果的好坏，在很大 程度上将依赖于狭义信道的特性。因此，在研究信道的一般特 性时，“传输媒质”仍是讨论的重点。今后，为了叙述方便， 常把广义信道简称为信道。
第3章 信道与噪声
P(0/0)+P(1/0)=1
P(1/1)+P(0/1)=1
由二进制无记忆编码信道模型，可以容易地推广到多 进制无记忆编码信道模型。设编码信道输入M元符号，即
X={x0,
x1,
…,
xM-1}
(3.1 - 11)
编码信道输出N元符号为
- 12)
Y={y0, y1, …, yN-1}
第3章 信道与噪声
图 3 – 8 对称电缆结 构图
第3章 信道与噪声
2. 同轴电缆 同轴电缆与对称电缆结构不同，单根同轴电缆的结构图如图 3-9(a)所示。同轴电缆由同轴的两个导体构成，外导体是一个圆柱 形的导体，内导体是金属线，它们之间填充着介质。实际应用中同 轴电缆的外导体是接地的，对外界干扰具有较好的屏蔽作用，所以 同轴电缆抗电磁干扰性能较好。在有线电视网络中大量采用这种结 构的同轴电缆。 为了增大容量，也可以将几根同轴电缆封装在一个大的保护套 内，构成多芯同轴电缆，另外还可以装入一些二芯绞线对或四芯线 组，作为传输控制信号用。表 3-1 列出了几种电缆的特性。
现代通信原理与技术第三版张辉课后习题答案
H K0e jtd
H t
1 2
H
e jt d
1
2
K e
jtd
0
e jt d
1 2
K0e
j
t
td
d
K0 t td
∴信号 s(t)通过该信道后的输出信号 so(t)的时域表达式为：
则平均信息速率 Rb RB H 2.23103 (b / s)
故传送 1 小时的信息量 I T Rb 3600 2.23103 8.028106 (bit)
（2）等概率时有最大信息熵， Hmax log 2 5 2.33(bit / 符号)
此时平均信息速率最大，故有最大信息量 I T RB Hmax 8.352 106 (bit)
62?iins3因为dsb调制制度增益2?dsbg故解调器的输出信噪比1252??iioonsns4根据相干解调器的输出噪声与输入噪声功率关系108416wnnio????又因解调器中低通滤波器的截止频率为khzfm4?故输出噪声的功率谱密度khzfhzwfnfpmono41011081082336??????????或者根据相干解调器的输出噪声与输入噪声功率关系21tntnco?其中tnc是解调器输入端高斯窄带噪声的同相分量其功率谱密度khzfhzwfpfpnnc410423??????因此输出噪声tno的功率谱密度khzfhzwfpfpncno4101413??????功率谱图略46解方法如上题1为常数其中其他kkhzfkhzkh??????010096?2125?iins3125?oons47解练习题47图接收机模型1设双边带信号则输入信号功率2双边带信号采用相干解调的输出为故输出信号功率3因则故输出信噪比或由得48解设发射机输出功率为损耗已知1dsbsc方式
通信原理(张会生)课后习题答案
思考题1-1 什么是通信？常见的通信方式有哪些？1-2 通信系统是如何分类的？1-3 何谓数字通信？数字通信的优缺点是什么？1-4 试画出模拟通信系统的模型，并简要说明各部分的作用。
1-5 试画出数字通信系统的一般模型，并简要说明各部分的作用。
1-6 衡量通信系统的主要性能指标是什么？对于数字通信具体用什么来表述？1-7 何谓码元速率何谓信息速率它们之间的关系如何习题1-1 设英文字母E出现的概率=0.105，X出现的概率为＝0.002，试求E和X的信息量各为多少？1-2 某信源的符号集由A、B、C、D、E、F组成，设每个符号独立出现，其概率分别为1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4，试求该信息源输出符号的平均信息量。
1-3 设一数字传输系统传送二进制信号，码元速率RB2=2400B，试求该系统的信息速率Rb2=？若该系统改为传送16进制信号，码元速率不变，则此时的系统信息速率为多少？1-4 已知某数字传输系统传送八进制信号，信息速率为3600b/s，试问码元速率应为多少？1-5 已知二进制信号的传输速率为4800b/s，试问变换成四进制和八进制数字信号时的传输速率各为多少（码元速率不变）？1-6 已知某系统的码元速率为3600kB，接收端在l小时内共收到1296个错误码元，试求系统的误码率=？1-7 已知某四进制数字信号传输系统的信息速率为2400b/s，接收端在0.5小时内共收到216个错误码元，试计算该系统=？l-8 在强干扰环境下，某电台在5分钟内共接收到正确信息量为355Mb，假定系统信息速率为1200kb/s。
（l）试问系统误信率=？（2）若具体指出系统所传数字信号为四进制信号，值是否改变？为什么？（3）若假定信号为四进制信号，系统传输速率为1200kB，则＝？习题答案第一章习题答案1-1 解：1-2 解：1-3 解：1-4 解：1-5 解：1-6 解：1-7 解：1-8 解：思考题2-1 什么是狭义信道？什么是广义信道？（答案）2-2 在广义信道中，什么是调制信道？什么是编码信道？2-3 试画出调制信道模型和二进制无记忆编码信道模型。
通信原理[张会生]课后习题答案解析
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通信原理[张会⽣]课后习题答案解析思考题1-1 什么是通信？常见的通信⽅式有哪些？1-2 通信系统是如何分类的？1-3 何谓数字通信？数字通信的优缺点是什么？1-4 试画出模拟通信系统的模型，并简要说明各部分的作⽤。
1-5 试画出数字通信系统的⼀般模型，并简要说明各部分的作⽤。
1-6 衡量通信系统的主要性能指标是什么？对于数字通信具体⽤什么来表述？1-7 何谓码元速率?何谓信息速率?它们之间的关系如何?习题1-1 设英⽂字母E出现的概率=0.105，X出现的概率为＝0.002，试求E和X的信息量各为多少？1-2 某信源的符号集由A、B、C、D、E、F组成，设每个符号独⽴出现，其概率分别为1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4，试求该信息源输出符号的平均信息量。
1-3 设⼀数字传输系统传送⼆进制信号，码元速率RB2=2400B，试求该系统的信息速率Rb2=？若该系统改为传送16进制信号，码元速率不变，则此时的系统信息速率为多少？1-4 已知某数字传输系统传送⼋进制信号，信息速率为3600b/s，试问码元速率应为多少？1-5 已知⼆进制信号的传输速率为4800b/s，试问变换成四进制和⼋进制数字信号时的传输速率各为多少（码元速率不变）？1-6 已知某系统的码元速率为3600kB，接收端在l⼩时内共收到1296个错误码元，试求系统的误码率=？1-7 已知某四进制数字信号传输系统的信息速率为2400b/s，接收端在0.5⼩时内共收到216个错误码元，试计算该系统=？l-8 在强⼲扰环境下，某电台在5分钟内共接收到正确信息量为355Mb，假定系统信息速率为1200kb/s。
（l）试问系统误信率=？（2）若具体指出系统所传数字信号为四进制信号，值是否改变？为什么？（3）若假定信号为四进制信号，系统传输速率为1200kB，则＝？习题答案第⼀章习题答案1-1 解：1-2 解：1-3 解：1-4 解：1-5 解：1-6 解：1-7 解：1-8 解：思考题2-1 什么是狭义信道？什么是⼴义信道？（答案）2-2 在⼴义信道中，什么是调制信道？什么是编码信道？2-3 试画出调制信道模型和⼆进制⽆记忆编码信道模型。
现代通信原理与技术第三版课后_思考题问题详解
第一章1.1 以无线广播和电视为例，说明图 1-1 模型中的信息源，受信者及信道包含的具体容是什么？在无线电广播中，信息源包括的具体容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体容分别是载有声音和影像的无线电波1.2 何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么？数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的。
1.3 何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点？传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强；2.传输差错可以控制；3.便于加密处理，信息传输的安全性和性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化；5. 设备便于集成化、微机化。
数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。
设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低；6. 便于构成综合数字网和综合业务数字网。
采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。
另外，业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。
一路模拟的频带为 4KHZ 带宽，一路数字约占64KHZ。
1.4 数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么？数字通行系统的模型见图1-4 所示。
其源编码与译码功能是提高信息传输的有效性和进行模数转换；信道编码和译码功能是增强数字信号的抗干扰能力；加密与解密的功能是保证传输信息的安全；数字调制和解调功能是把数字基带信号搬移到高频处以便在信道中传输；同步的功能是在首发双方时间上保持一致，保证数字通信系统的有序，准确和可靠的工作。
现代通信原理PPT课件第2章+随机信号分析
x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x n x
离 散 随 机 变 量 的 概 率 密 度 函 数 曲 线
概率密度函数特点：
A）由于F ( x )是单调不減函数，所以 f (x) 0 B）离散随机变量的概率密度函数为冲激函数，冲激强度 为对应取该值的概率，见前页曲线。
F ( x ) =P( x)
概率分布函数特点：
A . F ( x ) 是概率 所以 0F(x)1
B . F()0(取值不会比 再小)
C . F() 1(取值总是不 超过 )
D . F ( x )是 x 的单调不减函数
曲线：(1).离散随机变量的分布函数曲线为阶梯波(见P16)
2
2
f
( ) d
2
0
1 (2 )3 2 2 3
2 3
2. 正态分布----------同类、大量、互不相关的随
机变量的取值服从正态分布,如噪声的瞬时值为
正态分布。 概率密度函数： f (x)
1
(xa)2
a 方差 D 2
1)数学期望：随机变量的统计平均值（随机变量所 有可能的取值和它对应概率乘积的和）-----物理意义 平均值
记为： E 、 E 、 E () 、 E [] 、 E [ X ] 等 等
离散型： E n x i Pi i 1
式中 x i ——取值 P i ——取值为 x i 的概率 n ——离散取值的 个数
3． 瑞利分布---------噪声的包络为瑞利分布
因 此 误 差 函 数 能 很 方 便 地 化 为 指 数 函 数 。
x
F(x)1erfc(ax)1[1erf(ax)]
现代通信原理与技术第三版课后_思考题答案
现代通信原理与技术第三版课后_思考题答案-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII第一章1.1 以无线广播和电视为例，说明图 1-1 模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。
收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波1.2 何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。
他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的。
1.3 何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强；2.传输差错可以控制；3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化；5. 设备便于集成化、微机化。
数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。
设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低；6. 便于构成综合数字网和综合业务数字网。
采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。
另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。
一路模拟电话的频带为 4KHZ 带宽，一路数字电话约占64KHZ。
通信行业-现代通信原理02信息1 精品
其中，f f e j ( )
15
例：P（t）=
A
-
2
t
2
0 其它
解：P
P t e jt dt
Ae
jt dt
A
Sa
2
16
连续的非周期信号具有连续的频谱 ------傅氏变换
x(t) 正 : X ( j) x(t)e jtdt t
s(t) S()e jtd
23
❖ 功率信号的频谱：周期性功率信号，频谱由 傅里叶级数表示。
❖ 能量信号的频谱密度：频谱密度由信号的傅 里叶变换得到。
例：P（T t）=
A
nT-
2
t
nT+
2
0
其它
解：PT
1 T
T /2 T / 2
P（T t)e-jnot dt
1 / 2 Ae-jnot dt T / 2
A e-jnot / 2
T -jno / 2
A
T
Sa
n
T
12
连续的周期信号具有离散频谱
------傅氏级数
x(t)
X ( jk0 )
---
---
0
t
-T 0 T 2TFra biblioteks2 T
正 : X (e jT )
x(nT )e jnT
n
反 : x(nT ) 1 s / 2 X (e jT )e jnT d s s / 2
19
*时域抽样间隔为 T ,频域的周期为 s
2
T
时域信号 离散的 非周期的
频域信号 周期的 连续的
20
4、离散的周期信号具有离散频谱
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ei(t)
时变线 性网络
e0(t)
ei1(t)
ei2(t) . .
eim(t)
时变 线性 网络
e01(t)
e02(t) . . e0m(t)
对于二对端的(信a)道模型来独立说于 ，其输出与输入( b之) 间的关系式可
表示成：
e0 (t) 图2-f2[图ei图(t图)]图图n图(t)
n(t)---信道噪声与ei(t)无依赖关系，或者说n(t)独立于 ei(t)， 常称n(t)为加性干扰（噪声） ;
f[ei(t)]--表示已调信号通过网络所发生的时变线性变换。
2020/9/15
现代通信原理
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第2章 信道与噪声
e0 (t) f [ei (t)] n(t)
进一步简化可以写成
e0 (t) k(t) ei (t) n(t)
结论： ●这样信道对信号的影响可归纳为两点：一是乘性干扰 k(t)，二是加性干扰n(t)。 ●不同特性的信道，仅反映信道模型有不同的k(t)及n(t)。 ●根据信道中k(t)的特性不同，可以将信道分为： ＊恒参信道: k(t)~t不变或慢变； ＊变参信道（随参信道）: k(t)~t随机快变。
狭义信道
编码器 输出
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调 制 器
发 转 换 器
媒 质
收 转 换 器
解 调 器
调制信道
编码信道
译码器 输出
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第2章 信道与噪声
2.1.3 信道的数学模型
1.调制信道模型
调制信道的范围是从调制器输出端到解调器输入端。 （1）定义：传输已调信号的信道。 （2）通过对调制信道进行大量的分析研究，发现它们有如 下共性 :
() d() d
H ( ) K
0
() t 0 0
( )
( )
0
t 0
（a）
（b）
（c）
图 2-5 图 图 图 图 - 图 图 图 ( a) 图 图 - 图 图 图 ( b) 图 图 图 图 - 图 图 图 图 ( c)
P(0 / 0) P(1/ 0) 1 P(1/1) P(0 /1) 1
● 编码信道分类：无记忆编码信道； 有记忆编码信道。
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第2章 信道与噪声
● 多进制编码信道模型
P(1)
1
1
P(1/1)
图 2- 3 图 图 图 图 图 图 图 图 图
研究内容：
➢ 2.1 信道的基本概念
➢ 2.2 恒参信道及其对所传信号的影响
➢ 2.3 随参信道及其对所传信号的影响
➢ 2.4 信道的加性噪声
➢ 2.5 通信中的常见噪声
➢ 2.6
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信道容量的概念
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第2章 信道与噪声
2.1 信道的基本概念
2.1.1 信道的定义 通俗地说，信道是指以传输媒介为基础的信号通路; 具体地说，信道是由有线或/和无线电线路提供的信号通路； 抽象地讲，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。 常用的传输媒质： （1）架空明线、电缆、光导纤维(光缆)、波导传播； （2）中长波地表波传播、短波电离层反射、对流层散射、 超短波及微波视距传播(含卫星中继)、光波视距传播。
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第2章 信道与噪声
2. 编码信道模型
●编码信道构成:从编码器输出端到译码器输入端的所有转 换器及传输媒质－－等效一个完成数字序列变换的方框。 ●特点：输入、输出皆为数字序列。
●模型：可用数字信号的转移概率来描述。
P(0/0)
0
P(1/0)
P(0/1)
1
P(1/1)
说明： 0 ＊ P(0/0) 、P(1/0) 、P(1/1) 、P(0/1)
● 有一对(或多对)输入端，一对(或多对)输出端; ●绝大部分信道是线性的，即满足叠加原理； ●信号通过信道需要一定的迟延时间； ●信道对信号有损耗(固定损耗或时变损耗)； ●即使没有信号输入，在信道的输出端仍可能有一定的 功率输出(噪声)。
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第2章 信道与噪声
（3）模型
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第2章 信道与噪声
2.1.2 信道的分类 信道可大体分成：狭义信道和广义信道。
1. 狭义信道 仅指传输媒介，它包括有线信道和无线信道。 2. 广义信道 不但包括传输媒介，还可能包括有关的器件 (馈线、天线、调制 /解调器、编码/译码器) 。通常分成:调制信道和编码信道。
H() H() e j()
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第2章 信道与噪声
2.2.1 信号不失真传输条件
要使任意一个信号通过线性网络不产生波形失真，网络的传 输特性应该具备以下两个理想条件：
（1）网络的幅频特性 H() 是一个不随频率变化的常数;
（2）网络的相频特性() 应与频率成负斜率直线关系。
第2章 信道与噪声
现代通信系统原理
第2章 信道与噪声
西 北 工 业 大 学 （2018.9）
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第2章 信道与噪声
第2章 信道与噪声
任何一个通信系统，从大的方面均可视为由发送端、信 道和接收端三大部分组成。因此，信道是通信系统必不可 少的组成部分，信道特性的好坏直接影响通信系统的总特 性。
称为信道转移概率。 ＊含义：P(1/0)是“经信道传输，把 1 0转移为1的概率”。
●转移概率由编码信道的特性决定，一个特定的编码信道就 会有相应确定的转移概率。
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第2章 信道与噪声
● 正确转移概率：P(0/0) 、 P(1/1) 错误转移概率：P(1/0) 、 P(0/1) 且
0
0
1
1
2
2
3
3
图 2- 4 图 图 图 图 图 图 图 图 图
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第2章 信道与噪声
2.2 恒参信道及其对所传信号的影响
引言
恒参信道特征： k(t)~t不变或慢变。对信号传输的影响是 固定不变的或者是变化极为缓慢。
恒参信道模型：因而可以等效为一个线性时不变网络。 网络的传输特性：
H ( ) K
0
() t 0 0
( )
( )
0
t 0
（a）
（b）
（c）
图 2-5 图 图 图 图 - 图 图 图 ( a) 图 图 - 图 图 图 ( b) 图 图 图 图 - 图 图 图 图 ( c)
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()
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第2章 信道与噪声
（3）网络的相位-频率特性还常采用群迟延-频率特性 (来) 衡量。所谓群迟延-频率特性就是相位-频率特性对频率的导数， 即