完整版通原第4章信道

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通信原理(第四章)

27
第4章信道章
四进制编码信道模型
0 0
1 送
端
发
1
收端
接
2
2
3
3
28ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第4章信道章
4.4 信道特性对信号传输的影响恒参信道的影响恒参信道对信号传输的影响是确定的或者是变化极其缓慢的。因此，其传输特性可以等效为一个线性时不变网络。只要知道网络的传输特性，就可以采用信号分析方法，分析信号及其网络特性。线性网络的传输特性可以用幅度频率特性和相位频率特性来表征。现在我们首先讨论理想情况下的恒参信道特性。
平流层 60 km 对流层 10 km 0 km 地面
6
第4章信道章
电离层对于传播的影响反射散射
7
第4章信道章
电磁波的分类：电磁波的分类：地波频率 < 2 MHz 有绕射能力距离：距离：数百或数千千米天波频率：频率：2 ~ 30 MHz 特点：特点：被电离层反射一次反射距离：一次反射距离：< 4000 km 寂静区：寂静区：
13
第4章信道章
4.2 有线信道
明线
14
第4章信道章
对称电缆：由许多对双绞线组成，对称电缆：由许多对双绞线组成，分非屏蔽（UTP）和屏蔽（STP）两种。）和屏蔽（）两种。
塑料外皮
双绞线（ 5对）
图4-9 双绞线
15
第4章信道章
同轴电缆
16
第4章信道章
n2 n1 折射率
25
第4章信道章
4.3.2 编码信道模型
调制信道对信号的影响是通过k(t)和使已调信号发生波形调制信道对信号的影响是通过和n(t)使已调信号发生波形失真。失真。编码信道对信号的影响则是一种数字序列的变换， ฀ 编码信道对信号的影响则是一种数字序列的变换，即将一种数字序列变成另一种数字序列。一种数字序列变成另一种数字序列。误码输入、输出都是数字信号， ฀ 输入、输出都是数字信号，关心的是误码率而不是信号失真情况，但误码与调制信道有关，失真情况，但误码与调制信道有关，无调制解调器时误码由发滤波器设计不当及n(t)引起引起。收、发滤波器设计不当及引起。编码信道模型是用数字的转移概率来描述。 ฀ 编码信道模型是用数字的转移概率来描述。

通信原理第4章信道

1
第4章信道
4.0 信道的定义及分类 4.1 无线信道 4.2 有线信道 4.3 信道数学模型 4.4 信道特性及其对信号传输的影响 4.5 信道中的噪声 4.6 信道容量
2
本章教学目的：了解各种实际信道、信
道的数学模型和信道容量的概念。

本章的讨论思路：通过介绍实际信道的例
子，在此基础上归纳信道的特性,阐述信道的数学模型，最后简介了信道容量的概念。
信道模型的分类：调制信道编码信道
信息源信源编码加密信道编码数字调制数字解调信道译码解密信源译码受信者
信道噪声源
调制信道编码信道
31
4.3.1 调制信道模型
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，即满足线性叠加原理；
41
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
|H( )|
d ( ) ( ) d

( ) td
O (b) td
K0
O (a)

O (c)

42
2、实际电话信道的群延迟特性一种典型的音频电话信道的群延迟特性。
25
光纤呈圆柱形，由芯、封套和外套三部分组成(如图所示)。芯是光纤最中心的部分，它由一条或多条非常细的玻璃或塑料纤维线构成，每根纤维线都有它自己的封套。由于这一玻璃或塑料封套涂层的折射率比芯线低，因此可使光波保持在芯线内。环绕一束或多束有封套纤维的外套由若干塑料或其它材料层构成，以防止外部的潮湿气体侵入，并可防止磨损或挤压等伤害。

通信原理第四章ppt课件

通信原理第四章
西安电子科技大学通信工程学院
课件制作：曹丽娜
信道的定义
通信系统中的信道是指发送设备到接收设备之间信号传输的通道，是通信系统的重要组成部分
本章内容:
第4章信道
信道分类信道模型恒参/随参信道特性对信号传输的影响信道噪声信道容量
按照传输媒介的不同
概述
信道的定义与分类
无线信道 ——自由空间或大气层有线信道 ——明线、电缆、光纤
有线信道
信道频带在几百MHz至1GHz左右主要应用：长途通信干线，有线电视等
基带同轴电缆：
50Ω，多用于数字基带传输速率可达10Mb/s 传输距离<几千米
宽带（射频）同轴电缆：
75Ω，用于传输模拟信号多用于有线电视（CATV）系统传输距离可达几十千米
有线信道
光纤
有线信道
按照系统模型中研究对象的不同：
编
调制信道
码器
——研究调制/解调问题
调制器
发转换器
媒质
收转换器
解调器
译码器
编码信道
——研究编码/译码问题恒参信道
按照信道中冲击响应是否随时间变化
——特性参数变化缓慢，视为恒定值随参信道
——特性参数随时间变化
§4.1
无线信道
光作为一种特殊的电磁波，在人造介质（光纤）中传播，实现大容量，高可靠性的通信主要应用：
电信网和移动网的骨干网
单模阶跃折射率光纤
光纤结构示意图
优点
缺点应用
有线信道
§4.3
信道数学模型
按照系统模型中研究对象的不同：
调制信道 ——研究调制/解调问题编码信道 ——研究编码/译码问题

第4章_信道

32
4.3 信道的数学模型
内蒙古大学电子信息工程学院《通信原理》
4.3.2 编码信道模型
由于信道噪声或其它因素的影响，将导致输出数字序列发生错误，因此输入输出数字序列之间的关系可以用一组转移概率来表征。转移概率：在二进制系统中，就是“0”转移为“1”的概率和“1”转移为“0”的概率。
8
4.1 无线信道
内蒙古大学电子信息工程学院《通信原理》
地波
频率在2MHz以下的电磁波，趋于沿弯曲的地球表面传播，有一定的绕射能力。地波在传播过程中要不断损失能量，而且频率越高损失越大，因此传播距离不大，一般在数百千米到数千千米。
传播路径传播路径
发射天线发射天线
地面地面
接收天线接收天线
导体绝缘层
图4-9 双绞线
21
4.2 有线信道
内蒙古大学电子信息工程学院《通信原理》
传输电信号的有线信道主要有三类：
明线、对称电缆和同轴电缆。同轴电缆
由内外两根同心圆柱导体构成，两根导体之间用绝缘体隔离开。内导体多为实心导线，外导体是一根空心导电管或金属编织网，在外导体外面有一层绝缘保护层。其优点是抗干扰特性好。
增大视线传播距离的途径卫星中继（卫星通信）
利用三颗地球同步卫星可以覆盖全球，从而实现全球通信。
利用卫星作为中继站能够增大一次转发的距离，但是却增大了发射功率和信号传输的延迟。此外，发射卫星也是一项巨大的工程。故开始研究使用平流层通信。图4-5 卫星中继
15
4.1 无线信道
发射天线发射天线
地面地面
接收天线接收天线
图4-4
无线电中继
特点：容量大、发射功率小、稳定可靠等。

精品课件-通信原理(第二版)(黄葆华)-第4章

y(t) kx(t td )
(4-3-1)
式中，k和td均为常数，k是衰减（或放大）系数，td为固定的时延。
第4章信道
对上式进行傅氏变换，得到
Y ( f ) F y(t) F kx(t td ) k X ( f )e j2 ftd
因此，传输特性为
H ( f ) Y ( f ) k e j2 ftd H ( f ) e j( f ) X( f )
第4章信道
调制信道的共性如下： (1) 有一对(或多对)输入端和一对(或多对)输出端。 (2) 绝大多数的信道都是线性的，即满足线性叠加原理。 (3) 信号通过信道具有一定的延迟时间，而且它还会受到固定的或时变的损耗。 (4) 即使没有信号输入，在信道的输出端仍可能有一定的噪声输出。根据上述共性，我们可以用一个二对端(或多对端)的时变线性网络来表示调制信道，该网络称为调制信道模型，如图4.2.2所示。
P(0 / 0) 1 P(1/ 0)
P(1/1) 1 P(0 /1)
Pe P(0)P(1/ 0) P(1)P(0 /1)
第4章信道
图4.2.3 二进制编码信道模型
第4章信道
4.3 恒参信道特点及其对信号传输的影响
1.无失真传输无失真传输是指信号通过信道后波形形状并未发生改变，即输出信号的波形与输入信号波形相比只是成比例地缩小（或放大）和时间上的延迟。因此，无失真传输时，输入输出信号
(4－3－2)
式(4－3－2)表明，要保证信号通过信道不产生失真，信道传输特性必须具备下列两个条件：
（1）幅频特性为一条水平直线，即|H(f)|=k（常数）。
第4章信道
（2）相频特性是一条通过原点且斜率为2πtd的直线，或者其群时延特性是一条水平直线(常数)。即

苗长云现代通信原理第二版配套课件第四章信道

天津工业大学信息学院《通信原理》
4.4 随参信道及其对信号传输的影响
2．对流层散射信道（1）衰落（2）传输损耗（3）信道的允许频带（4）天线与媒质间的耦合损耗（5）特性 ①容量大； ②主要用于以上频段； ③可靠性高； ④保密性好； ⑤单跳跨距达，一般用于无法建立微波中继站的地区。
天津工业大学信息学院《通信原理》
内部绝缘体
铝制编织导体(屏蔽) (a) 一段同轴电缆 (b) 一段与连接器相连的同轴电缆
天津工业大学信息学院
《通信原理》
4.3 恒参信道及其对信号传输的影响
2．光纤信道光纤线径细、重量轻；由于不受外界电磁干扰和噪声的影响，能在长距离、高速率传输中保持低误码率；可弯曲半径小、不怕腐蚀、安全保密性好、节省有色金属。
天津工业大学信息学院《通信原理》
屏蔽箔
屏蔽双绞线
非屏蔽双绞线
4.3 恒参信道及其对信号传输的影响
（3）同轴电缆基带同轴电缆的最大传输距离一般不超过几公里，可用于数字数据信号的直接传输；而宽带同轴电缆的最大传输距离可达几十公里，用于传输高频信号，采用频分复用技术可以传送多路信号。
外部绝缘体内部导体
f t
V0
V0f(t-t0)←→V0F(ω)e
-jωt0
V0 f t
迟延 t 0
V0 f t t 0
V 0 f t t 0
V0f(t-t0)+ V0f(t-t0-τ) ←→V0F(ω)e
V0 V0 f t
-jωt0 - jωτ (1+e )
迟延 t 0
天津工业大学信息学院《通信原理》
4.2 信道的定义及其数学模型

通信原理樊昌信第七版

1. 传输特性
H ()H ()ej ()
H() ~ 幅频特性
()~相频特性
2. 无失真传输
H ( )K ejtd
H() K
()td
n 无失真传输（理想恒参信道）特性曲线：
恒参信道
|H()|
K
() td
td
0
H() K
幅频特性
0
0
()td ()dd ()td
相频特性
群迟延特性
n 理想恒参信道的冲激响应:
定义·分类
模型·特性
影响·措施
信道噪声信道容量
20
§4.3 信道数学模型
1. 调制信道模型 n 模型：叠加有噪声的线性时变/时不变网络：
si (t)
C()
输入
r(t)
+
输出
n 共性：
信道
n(t)
有一对（或多对）输入端和输出端
大多数信道都满足线性叠加原理
对信号有固定或时变的延迟和损耗
无信号输入时，仍可能有输出(噪声)
地球
对流层散射通信
r 流星余迹散射
无线信道
流星余迹
特性: 高度80 ~ 120 km，长度15 ~ 40 km 存留时间：小于1秒至几分钟
频率: 30 ~ 100 MHz 距离: 1000 km以上用途: 低速存储、高速突发、断续传输
12
§4.2 有线信道
n 明线 n 对称电缆 n 同轴电缆 n 光纤
本章内容:
第4章信道
信道分类
信道模型
恒参/随参信道特性对信号传输的影响
信道噪声
信道容量
定义·分类
模型·特性
影响·措施
信道噪声信道容量

通信原理第四版第4章信道

列发生错误是统计独立的，因此这种信道是无记忆编码信道。
• p(00)p(10)1 • p(11)p(01)1
2021/1/15
13
多进制无记忆编码信道模型
｛X｝
｛Y｝
x0
y0
x1
y1
… …
xM－ 1
2021/1/15
yN－ 1
14
3、无线信道
• 无线信道利用电磁波在空间中的传播来传输信号。
• 有线信道利用人造的传导电或光信号的媒体来传输信号。
k S i( ){ 1 e x p [ j (t)}
• 信道传输函数为
• H () S 0 ()S i() k [ 1 e j (t)]
2021/1/15
41
• 信道幅频特性为
H ()k [ 1 e j ( t ) ]k 1 c o s( t )j s i n( t )
k2 c o s2 (t) j2 sin (t)c o s (t)
29
➢ 幅度-频率失真
• 又称为频率失真，属于线性失真。采用均衡器补偿。
– (a)所示是典型电话信道特性
(a) 插入损耗～频率特性
2021/1/15
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➢相位-频率失真
• 相位-频率失真也是属于线性失真。
• 在话音传输中，由于人耳对相频失真不太敏感，因此相频失真对模拟话音传输影响不明显。
• 可以采用均衡器对相频特性进行补偿，改善信道传输
第四章信道
2021/1/15
1
主要内容
1
2、信道的数学模型
3 4、有线信道 5、信道特性对信号传输的影响 6、信道中的噪声 7、信道容量
2021/1/15
2
1、信道定义

通信原理第7版第4章(樊昌信版)课件

正确
错误
Pe P(0)P(1/ 0) P(1)P(0 /1)
学习交流PPT
24
四进制无记忆编码信道

0
1
发送端2
3
学习交流PPT
0
1
接收 2端
3
25
§4.4
恒参/随参信道特性对信号传输的影响
学习交流PPT
26
恒参信道特性及其对信号传输的影响
线性时不变系统
• 特点：传输特性随时间缓变或不变。
传播路径天波传播方式
学习交流PPT
6
无线信道
视线传播 line-of-sight
d
频率： > 30 MHz
h
发射
特性：直线传播、穿透电离层天线 r
用途：卫星和外太空通信
传播途径
d
D
接收天线
r
超短波及微波通信
视线传播方式
距离：与天线高度有关
D2 D2 h (m)
8r 50
D 为收发天线间距离(km)
So()C()Si()
C n (t )
学习交流PPT
22
不同的物理信道具有不同的特性C() = 常数（可取1）
加性高斯白噪声信道模型
学习交流PPT
23
§4.3.2 编码信道模型模型：可用转移概率来描述。
二进制无记忆编码信道模型
P(0/0) + P(1/0) = 1
P(1/1) + P(0/1) = 1
例如设收发天线的架设高度均为40 m，则最远通信距离为：
D = 44.7 km
学习交流PPT
7
微波中继（微波接力）卫星中继（静止卫星、移动卫星）平流层通信

第四章《通信原理》信道

理想无失真信道，理想无失真信道，它的
H ( jω ) = ke
jω t d
H ( jω ) = k 幅频特性 (ω ) = ωt d 相频特性
实际的信道往往不能满足这些要求。例如电话信号实际的信道往往不能满足这些要求。的频带在300Hz 3400Hz范围内 300Hz范围内；的频带在300Hz-3400Hz范围内；而电话信道的幅频特性和相频特性示于下图。
调制信道编码信道
1、调制信道指从调制器输出到解调器输入端的所有变换装置及传输媒介。因为从调制解调角度而言，及传输媒介。因为从调制解调角度而言，调制信道仅对已调信号进行传输，因此可视为一个整体。对已调信号进行传输，因此可视为一个整体。
2、编码信道、指从编码器输出到译码器输入端的所有变换装置及传输媒介。因为从编译码的角度而言，及传输媒介。因为从编译码的角度而言，它们之间的一切环节只起了传输数字信号的作用，一切环节只起了传输数字信号的作用，因此可视为一个整体。个整体。
第四章信道
在讲通信系统模型中我们知道，在讲通信系统模型中我们知道，信道是信息传输的媒介。它可分为两大类：有线信道和无线信道。输的媒介。它可分为两大类：有线信道和无线信道。传统的固定电话网用有线信道作为传输媒介。传统的固定电话网用有线信道作为传输媒介。而无线电广播则是用无线信道传播电台节目。线电广播则是用无线信道传播电台节目。信号在信道中传输，一方面受信道特性的影响；信号在信道中传输，一方面受信道特性的影响；另一方面还要受到信道中噪声的影响。另一方面还要受到信道中噪声的影响。本章简单介绍信道特性和信道中的噪声，绍信道特性和信道中的噪声，以及信道特性对信号传输的影响。传输的影响。
一、加性噪声的分类

通信原理_第四章信道

内容简介第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章
通信原理
第四章
信
道
东北大学网
短波电离层反射信道 (1) 传播路径
地面高度为60km — 400km
反射层入射角φo 4000km D F2 F1 E 吸收层
地球
■ □ □ □
电离层：各个层次的高度、厚度、电子密度等都会随时间变化。一次或多次反射的距离也会发生变化，且与入射角有关。不同层次（F1、F2）的不同高度上都会产生反射。
通信原理
4.1 无线信道
第四章
信
道
东北大学网
内容简介第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章
通信原理
第四章
信
道
东北大学网
一地球大气层的结构：
对流层：地面上 0 ~ 10 km 平流层：约10 ～ 60 km 电离层：约60 ～ 400 km
60 km 对流层 10 km 0 km 地面电离层
典型的模拟信道是调制信道。典型的数字信道是编码信道。
内容简介第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章
通信原理
第四章
信
道
东北大学网
引言（调制信道与编码信道）调制信道与编码信道分别是模拟信道与数字信道的典型例子。
自编码器
调制器
发送转换器
传输媒体调制信道编码信道
第四章
信
道
东北大学网
通信卫星
卫星中继信道
内容简介第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章
通信原理

通信原理樊昌信第4章

(a)
n2 n1 折射率
(b)
n2 n1 折射率
125
7～10
(c)
单模阶跃折射率光纤
25

损耗与波长关系
1.31 m
1.55 m
0.7
0.9
1.1 1.3 光波波长（m）
1.5
1.7
图4-12光纤损耗与波长的关系

损耗最小点：1.31与1.55 m
26
信道的数学模型

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。
9
天波：天波是靠电磁波在地面和电离层之间来回反射而传播的，频率范围在2~30MHz。天波是短波的主要传播途径。可以多次反射，因而传播距离很远(可上万公里)，而且不受地面障碍物阻挡。但天波传播的最大弱点是信号很不稳定的。

天波的传播
10
电离层对于不同波长电磁波表现出不同的特性。
波长短于10m(30MHz)的微波能穿过电离层波长超过3000km的长波，几乎会被电离层全部吸收。对于中波、中短波、短波，波长越短，电离层对它吸收得越少而反射得越多。因此，短波最适宜以天波的形式传播。但是，电离层是不稳定的，白天受阳光照射时电离程度高，夜晚电离程度低。因此夜间它对中波和中短波的吸收减弱，这时中波和中短波也能以天波的形式传播。收音机在夜晚能够收听到许多远地的中波或中短波电台，就是这个缘故。 11
d
接收天线
D2 D2 h 8r 50
h
D
m

樊昌信-通信原理(第五版)第4章信道(专业教育)

二端口的调制信道模型，其输出与输入的关系有
r(t)=so(t)+n(t)=f［si(t)］+n(t)
(4.1 - 1)
骄阳书苑
9
si(t)
线性时变网络
so(t)
Si(t)
时变线性网络
S0(t)
Si1(t) Si2(t) Si3(t)
sim(t)
… …
时变线性网络
S01(t) S02(t) S03(t)
S0n(t)
图 4 – 2 调制信道模型
骄阳书苑
10
式中，si(t)为输入的已调信号；so(t)为调制信道对输入信号的响应输出波形；n(t)为加性噪声，与si(t)相互独立。f［si(t)］反映了信道特性，不同的物理信道具有不同的特性。一般情况，
f［si(t)］可以表示为信道单位冲激响应c(t)与输入信号的卷积，即
so(t)=c(t)*si(t)
(4.1 - 2)
或 S(ω)=C(ω)Si(ω)
(4.1 - 3)
其中，C(ω)依赖于信道特性。对于信号来说，C(ω)可看成
是乘性干扰。如果我们了解c(t)与n(t)的特性，就能知道信道对
信号的具体影响。
骄阳书苑
11
2.调制信道分类
通常信道特性c(t)是一个复杂的函数，它可能包括各种线性失真、非线性失真、交调失真、衰落等。同时由于信道的迟延特性和损耗特性随时间作随机变化，故c(t)往往只能用随机过程来描述。在我们实际使用的物理信道中，根据信道c(t)的时变特性的不同可以分为两大类：
如果信道是无记忆的，则表征信道输入、输出特性的转移概率为
P(yj/xi)=P(Y=yj/X=xi)

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恒参信道
? 相频失真： ? ?? ?? ? td
群迟延失真: ? (? ) ? td
典型音频电话信道:
恒参信道幅度衰减特性
相频特性
群迟延频率特性
? 随参信道特性及其对信号传输的影响
指传输特性随时间随机快变的信道。
频率: 30 ~ 100 MHz 距离: 1000 km以上用途: 低速存储、高速突发、断续传输
§4.2
有线信道
明线对称电缆同轴电缆光纤
? 明线
1880年纽约街貌
? 对称电缆
有线信道
由多对
双绞线组成非屏蔽双绞线(UTP)
（便宜、易弯曲、易安装）
屏蔽双绞线(STP)
（可减少噪声干扰）
? 同轴电缆
)
?
d? (? d?
)
?
td
相频特性
群迟延特性
? 理想恒参信道的冲激响应:
恒参信道
H (? ) ? Ke? j? td
h(t) ? K? (t ? td )
若输入信号为s(t)，则理想恒参信道的输出:
so (t) ? K s(t ? td )
固定的迟延固定的衰减 —— 这种情况称为无失真传输
3. 失真影响措施 ? 幅频失真： H (? ) ? K
? 微波中继（微波接力） ? 卫星中继（静止卫星、移动卫星） ? 平流层通信
? 微波中继
无线信道
? 卫星中继
无线信道
地面站
地面站
地球
? 散射通信
无线信道
有效散射区域
地球
对流层散射通信
? 流星余迹散射
无线信道
流星余迹
特性: 高度80 ~ 120 km，长度15 ~ 40 km 存留时间：小于1秒至几分钟
第4章
信道
通信原理（第7版）樊昌信曹丽娜编著
本章内容:
第4章信道
信道分类信道模型恒参/随参信道特性对信号传输的影响信道噪声信道容量
概述
? 狭义信道：
—传输媒质 ? 有线信道 ——明线、电缆、光纤 ? 无线信道 ——自由空间或大气层
信道的定义与分类
? 广义信道：
? 调制信道 ——研究调制/解调问题 ? 编码信道 ——研究编码/译码问题
d
频率： > 30 MHz
h
发射
特性：直线传播、穿透电离层天线 r
用途：卫星和外太空通信
d D
传播途径
接收天线
r
超短波及微波通信
视线传播方式
距离：与天线高度有关
h ? D2 ? D2 (m) 8r 50
D 为收发天线间距离(km)
例如设收发天线的架设高度均为40 m，则最远通信距离为：
D = 44.7 km
§4.3
信道数学模型
§4.3.1 调制信道模型
? 模型：叠加有噪声的线性时变/时不变网络：
? 共性：
? 有一对（或多对）输入端和输出端 ? 大多数信道都满足线性叠加原理 ? 对信号有固定或时变的延迟和损耗 ? 无信号输入时，仍可能有输出（噪声）
? 入出关系：
r (t) ? s0 (t) ? n(t) so (t) ? f [si (t)] ? c(t) ? si (t)
正确
错误
Pe ? P (0) P (1/ 0) ? P (1)P (0 /1)
四进制无记忆
0
编码信道
发1 送端
2
3
0
1接收端
2
3
§4.4
恒参/随参信道特性对信号传输的影响
? 恒参信道特性及其对信号传输的影响
线性时不变系统
? 特点：传输特性随时间缓变或不变。 ? 举例：各种有线信道、卫星信道…
有线信道
基带同轴电缆：
? 50Ω，多用于数字基带传输 ? 速率可达10Mb/s ? 传输距离<几千米
宽带（射频）同轴电缆：
? 75Ω，用于传输模拟信号 ? 多用于有线电视（CATV）系统 ? 传输距离可达几十千米
有线信道
? 光纤
结构：
? 纤芯 ? 包层
按折射率分类：
? 阶跃型 ? 梯度型
按模式分类：
编调发
码器
制器
转换器
信道分类
媒质
收转换器
解调器
译码器
信道模型
§4.1
无线信道
? 地球大气层的结构：
电离层平流层对流层
? 对流层：约 0 ~10 km ? 平流层：约 10~60 km ? 电离层：约 60~400 km
60 km
10 km 0 km
? 电磁波的传播方式：
So(? ) ? C(? )Si (? )
C ?? ? n(t)
? 不同的物理信道具有不同的特性C(? ) = 常数（可取1）
加性高斯白噪声信道模型
§4.3.2 编码信道模型 ? 模型：可用转移概率来描述。
二进制无记忆编码信道模型
P(0/0) + P(1/0) = 1
P(1/1) + P(0/1) = 1
? 地波 ground- wave
频率： < 2 MHz 特性：有绕射能力距离：数百或数千米用于：AM广播
? 天波 sky- wave
频率：2~30 MHz 特性：被电离层反射距离：< 4000 km（一跳）用于：远程、短波通信
无线信道
传播路径地波传播方式Hale Waihona Puke 传播路径天波传播方式
无线信道
? 视线传播 line-of-sight
1. 传输特性 H (? ) ? H (? ) e j? (? )
H (? ) ~ ? 幅频特性
? (? ) ~ ? 相频特性
2. 无失真传输
H (? ) ? Ke ? j? td
H (? ) ? K
? (? ) ? ? td
恒参信道
H (? ) ? K
幅频特性
? (? ) ? ? td
?
? (?
1970-1974任香港中文大学电子学系教授及讲座教授。1987-1996任香港中文大学校长， 1992当选中央研究院院士。
1996年至今任香港高科桥集团有限公司主席兼行政总裁。
高锟在电磁波导、陶瓷科学（包括光纤制造）方面获28项专利。1964年，他提出在电话网络中以光代替电流，以玻璃纤维代替导线。1966年，在标准电话实验室与何克汉共同提出光纤可以用作通信媒介。高锟曾获巴伦坦奖章、利布曼奖、光电子学奖等，被称为“光纤之父”。
? 多模光纤 ? 单模光纤
有线信道
单模阶跃折射率光纤
光纤结构示意图
优点
缺点应用
有线信道
高锟（1933～）美国物理学家。 1933年11月4日生于中国上海。 1957年获伦敦大学理学士学位，1965年获博士学位。 1957～1960年任英国国际电话电报公司工程师，1960～1970年任该公司的标准电信实验室主任研究工程师， 1974年为首席科学家，1982年任工程总裁、行政科学家， 1986年任研究事务总裁。