对流层散射信道

Communication Theory
第二章 信道
信道的定义及分类 信道数学模型 恒参信道举例 恒参信道特性及其对信 随参信道举例 随参信道特性及其对 号传输的影响 随参信道特性的改善
号传输的影响
信道的加性噪声
小结
1
Communication Theory
2.1 信道的定义及分类
信道是通信系统必不可少的组成部分，信道的特 性将直接影响到系统的总特性。
9
Communication Theory
二、编码信道
对信号的影响是一种数字序列的变换，即把
一种数字序列变成另一种数字序列；
一般把编码信道则看来自百度文库是一种数字信道；
编码信道模型可以用数字的转移概率来描述；
可分为有记忆编码信道和无记忆编码信道。
10
Communication Theory
编码信道的转移概率
恒参信道 调制信道 随参信道 广义信道 有记忆信道 信道 编码信道 无记忆信道 无线信道 狭义信道 有线信道
2
Communication Theory
狭义信道： 发射端和接收端之间传输媒质的总
称，是任何一个通信系统不可或缺的组成部分。
6
Communication Theory
调制信道的模型
Si1(t) Si2(t)
Si(t)
时变线 性网络
So(t)
Sim(t) m对输入
时 变 线 性 网 络
So1(t) So2(t)
Som(t)
二对端网络
多对端网络
7
Communication Theory
对于二对端的信道模型，其输出与输入的关系 应该有
12
Communication Theory
1、有线电信道及其特性
明线：平行而相互绝缘的架空裸线线路。传输损耗低； 易受气候和天气的影响；对外界噪声干扰敏感。 对称电缆：同一保护套内有许多对相互绝缘的双导线 的传输媒质；导线材料是铝或铜，直径为0.4～1.4mm； 为减小各线对之间的相互干扰，每一对线都拧成扭绞 状；由于这些结构上的特点，电缆的传输损耗比明线 大得多，但其传输特性比较稳定。
5
Communication Theory
2.2 信道数学模型
一、调制信道
调制信道的共性
有一对(或多对)输入端和一对(或多对)输出端； 绝大多数的信道都是线性的，即满足叠加原理； 信号通过信道具有一定的迟延时间，而且它还会受到
(固定的或时变的)损耗；
即使没有信号输入，在信道的输出端仍有一定的功率输 出(噪声)。
按传输媒质的不同，狭义信道又可分为有线信
道与无线信道两类。
广义信道： 除包括传输媒质外，还包括有关的 变换装置(如发送设备、接收设备、馈线与天线、 调制器、解调器等)。
3
Communication Theory
广义信道按照它包含的功能，可以划分为：
调制信道： 调制器输出端到解调器输入端的
部分。从调制和解调的角度来看，调制器输出
so t f si t n t
其中， Si (t ) 为输入的已调信号；So (t ) 为信道总输 出波形；n(t ) 为加性噪声/干扰，且与 Si (t ) 相互 独立。
f si t 表示已调信号通过网络所发生的(时变)
线性变换。 若设 f si t k (t ) si (t ) ，则有 so t k (t )si (t ) nt
定义：光导纤维(简称光纤)为传输媒质、光波为载波 的光纤信道 ； 特点：损耗低、频带宽、线径细、重量轻、可弯曲半 径小、不怕腐蚀、节省有色金属以及不受电磁干扰等 优点； 组成：光源、光纤线路及光电探测器等三个部分 光源是光载波发生器，广泛应用半导体发光二极管 (LED)或激光二极管(LD)做光源； 在接收端是一个直接检波式的光探测器，常用PIN光 电二极管或雪崩光电二极管(APD管)来实现光强度的 检测； 中继器有两种类型：直接中继器和间接中继器。在 数字光纤信道中，为了减小失真以及防止噪声的积 累，每隔一定距离需加入再生中继器。 15
端到解调器输入端的所有变换装置及传输媒质，
不论其过程如何，只不过是对已调信号进行某 种变换。 编码信道： 编码器输出端到译码器输入端的 部分。
4
Communication Theory
调制信道与编码信道
调 编码器输出 制 器
发 转 换 器
媒 质
收 转 换 器
解 调 器
译码器输入
调制信道 编 码 信 道
Communication Theory
分类
单模光纤：当光纤中只能传输一种光波的模式； 由于光波波长极短，传光特性较好；但是光纤的 芯径极小、截面尺寸小，在制造、耦合和连接上 都比较困难；
多模光纤：光纤中能传输的模式不止一个；多模 光纤的截面尺寸较大，在制造、耦合和连接上都 比单模光纤容易。
明线
对称电缆（双绞线）
13
Communication Theory
同轴电缆：由同轴的两个导体构成，外导体是一个圆柱形 的空管(金属丝网)，内导体是金属线(芯线)，中间填充着 介质；外导体接地，起屏蔽作用，外界噪声很少进入其内 部。
14
Communication Theory
2、光纤信道及其基本特性
8
Communication Theory
调制信道对信号的影响
加性干扰 n t
乘性干扰 k (t )
通常乘性干扰是一个复杂的函数，包括各种线性畸变、非 线性畸变，同时由于信道的迟延特性和损耗特性随时间作 随机变化，往往用随机过程来表述。
在分析乘性干扰时，可以把信道粗略分为两大类：
恒参信道： k (t ) 不随时间变化或基本不变化； 随参信道： k (t ) 是随机快变化的。
模型中，把P(0/0)、P(1/0)、P(0/1)、P(1/1) 称为信道转移概率。以P(1/0)为例，其含义是 “经信道传输，把0转移为1的概率”。
11
Communication Theory
2.3 恒参信道举例
恒参信道：对信号的影响是固定的或变化极为 缓慢的；架空明线和电缆、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信道是恒参信道。