《通信原理》第4章-信道(解析精选课件PPT

R ( t ) X c ( t ) c o s ( 0 t ) X s ( t ) s i n ( 0 t ) V ( t ) c o s [ 0 t ( t ) ]
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第4章 信道
V(t)
Xc2(t)Xs2(t)为 R(t)的 包 络
(t)arctanX Xc s((tt))为 R(t)的 相 位
对理想信道，()呈线性关系，t() (为常数)的
曲线将是一条水平直线。实际典型的电话信道的群迟延 -频率特性却不是平坦的。
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第4章 信道
() =K
0
t() K
0
图1 理想的相位—频率特性
及群延迟—频率特性
ms
相 1.0 对 0.8 群 0.6 延 0.4 迟 0.2
频率 (kHz) 0.8 1.6 2.4 3.2
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第4章 信道
产生原因 ：
由信道中可能存在的各种滤波器、混合线圈、串联电容、 分路电感等造成的。
克服措施 ： 频率失真是线性失真。改善信道中的滤波性能，使
幅频特性在信道有效传输带宽内平坦； 在发送或接收端，增加线性补偿网络，使整个系统衰
耗特性曲线变得平坦；——均衡器
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第4章 信道
如果 h(t) （
为无记忆信道模型。
），有记忆信道模型就转化
如果是恒参信道，则 h ( t ) 是一个（ ）的函数。 而对于随参信道，h ( t ) 则是一个动态、时变的函数。
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第4章 信道
一、恒参信道
对恒参信道的 h ( t ) 作傅立叶变换，可得到信道的
幅频特性和相频特性。
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第4章 信道
相位失真对语音传输影响不大，但数字传输影响很大。 产生原因 ：
来源于信道中的各种滤波器及可能有的电感线圈，尤其 是在信道频带的边缘畸变更为严重。
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第4章 信道
分析方法 ： 常采用群延迟-频率特性(相位-频率特性对频率的导数)
来衡量；若相位-频率特性用φ(ω)来表示，则群迟延-频率 特性
由此可见， 理想恒参信道对信号传输的影响是： (1) 对信号在幅度上产生固定的衰减 (2) 对信号在时间上产生固定的迟延
这种情况也称信号是无失真传输
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第4章 信道
理想信道的幅频特性、 相频特性和群迟延-频率特性
|H()|
K0
() td
t ()
td
O
O
Hale Waihona Puke a 幅频特性b 相频特性
O
c 群迟延特性
（2）如果信道的相位-频率特性在信号频带范围之内 不是ω的线性函数， 则会使信号产生相位-频率失真，称为 相位失真。
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第4章 信道
一般典型音频电话信道的幅度－频率特性曲线：
衰 耗
(dB)
0 300
1100 2900
图 典型音频电话信道的相对衰耗
频率失真使信号波形失真，如果是传输数字信号，会 使相邻码元相互重叠（码间串扰）。
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第4章 信道
其中群迟延特性为 t()dd()
理想恒参信道在整个信号频带范围之内：
幅频特性和群迟延-频率特性为常数
相频特性为ω的线性函数
对ei(t)的不同频率 成份进行相同的幅
度衰减和时延。
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第4章 信道
实际中，传输特性可能偏离理想信道特性，产生失真： （1）如果信道的幅度-频率特性在信号频带范围之内 不是常数，则会使信号产生幅度-频率失真，称为频率失真；
第4（4.4-6）
主 讲：江金龙 E-mail：
第4章 信道
概要：
4.4 信道特性对信号传输的影响 4.5 信道中的噪声 4.6 信道容量
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第4章 信道
4.4 信道特性对信号传输的影响
信道分类： （1） 恒参信道：它的单位冲击响应是固定的（非时变
网络） （2）随参信道：它的单位冲击响应是时变的。
h (t) F H () |H ()|e j( )
什么情况下是最理想的恒参信道？ h(t ) （ ） n(t) （ ）
h(t)k0(ttd) k 0 为常数
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t d 为固定延迟时间
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第4章 信道
若输入信号为ei(t)， 则理想恒参信道的输出为 eo(t)=K0 ei (t-td)
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第4章 信道
二、随参信道 特点：
（1）传输衰减随时间而变； （2）传输时延随时间而变； （3）多径传播，导致多径效应。
下面重点讨论多径效应。
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第4章 信道
设发射信号 Acos 0t经多条路径后接信 受号 到的
t n
n
R ( t ) u i( t ) c0 o [ t i( s t ) ]u i( t ) c[o 0 t i( s t )]
图2 群延迟—频率特性
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第4章 信道 非单一频率的信号通过该信道时，引起信号的畸变，如下图
群迟延畸变和幅频畸变一样，是线性畸变，因此，也可采 取均衡措施进行补偿。
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第4章 信道
非线性失真： （1） 谐波失真：（元器件性能不稳定）。 （2） 相位抖动：（振荡器不稳定）。 非线性失真一旦产生，很难在接收端消除。
i 1
i 1
ui (t)为经第i条路经接收的信号振幅
ti (t)第i条路经的传输时延 i (t) 0ti (t)
相对 0， 于 ui(t)、 i(t)的变化要缓 缓慢 变的 的多 随，
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第4章 信道
将 R ( t ) 写成同相分量、正交分量及包络、相位的形式。
n
R (t) ui(t)co [0s ti(t)]
i 1
n
n
u i( t) co 0 tcs o i( t) su i( t) si 0 ts ni i( t) n
i 1
i 1
n
n
设 X c ( t ) ： u i( t ) ci o ( t ) ， X s s ( t ) u i( t ) si i( t ) n
i 1
i 1
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第4章 信道
（无记忆）信道模型：
ei (t)
k (t )
n(t)
扩展到有记忆信道：
eo (t)
e o (t) k (t)e i(t) n (t)
ei (t)
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h(t)
eo (t)
e o ( t) h ( t) e i( t) n ( t)
n(t)
h(t)为信道单位冲击响应。 4
V(t)、(t)缓变 R ( t ) 可视为（