通信原理及MATLAB-Simulink仿真通信原理--ch2

发 送 端
2 3
接 收 端
12
2.3 典型恒参信道
明线 对称电缆 同轴电缆 光纤 无线视距中继 卫星中继
13
一、明 线
14
二、对称电缆：双绞线
15
三、同轴电缆
常用的同轴电缆有两类：50Ω和75Ω
16
四、光 纤
表面涂层 包层 芯区
n2 n1
折射率
n2
n1
折射率
2a
17
五、无线视距中继
★ 频率：30MHz以上 ★ 类似光波做视线传播（将穿透电离层）
j ( )
21
二、理想恒参信道
H ( ) k 常数 ( ) td 或 d ( ) d (td ) ( ) td 常数 d d
H ()
( )
( )


22
相频失真理解
2 1.5 1
输入信号由基波 和二次波合成
8
一、调制信道模型
调制信道模型： 时变线性 网络
ei(t)
eo(t)
eo(t) = f [ei(t)] + n(t)
9
一、调制信道模型 eo(t) = f [ei(t)] + n(t)
通常， 此时， f [ei(t)] 可以表示为：k(t) ei(t)， eo(t) = k(t)ei(t) + n(t)
0
10
20
30
40
50
60Βιβλιοθήκη Baidu
70
80
90
100 23
三、实际信道
幅频失真：
损耗(dB)
0
300
1100
f (Hz)
相对群迟延/ms
相频失真：
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2
0
0.8
1.6 2.4 频率/kHz
3.2
24
四、其他影响因素及措施
畸变的影响: 使波形失真、码间串扰。
线性失真: 幅频失真和相频失真－ 属于
2
解：文字：
6字符/s×8bit/字符×(10×60s)=28800(bit) 语音：
8k样点/s×8bit/样点×(10×60s)=38400(kbit)
图像：电视帧速率（PAL制式）为25帧/s 25帧/s×(720×576×8/60bit)/帧
×(10×60s)=829440(kbit)
比例为： 文字:语音:图像=1:1333:28800 显然，传输多媒体语音与图像的数据量相比文字信息量更大。
0.5 0 -0.5 -1 -1.5 -2
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2 1.5
基波延迟π、二 次波延迟2π后 的合成信号
1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 -2
2 1.5
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
基波延迟π、二 次波延迟3π后 的合成信号
1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 -2
线性失真
可用“线性补偿网络”纠正—— “均衡”
非线性失真: 振幅特性非线性、频率偏移、
相位抖动 …
非线性失真 ——难以消除
25
【例2-1】
如图所示网络，求它的频率特性。判 断是否存在幅频失真及相频失真。
1 1 H ( ) e j arctan( RC ) 1 j RC 1 2 R 2C 2 d ( ) RC ( ) d 1 2 R 2C 2
3
内 容
2.1 信道及其分类
2.2
2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8
信道模型
典型恒参信道 恒参信道特性及其对信号影响 典型随参信道 随参信道特性及其对信号影响 分集接收 信道加性噪声
2.9
信道容量
4
2.1 信道及其分类
研究信道的目的
信道的定义
狭义信道 广义信道
信道的分类
狭义信道：有线信道和无线信道 广义信道：调制信道和编码信道
第 2章
信道与噪声
【第1章测试】一通信系统同时传送语音、
文字和图像，语音按常规8kHz抽样量化， 假设图像数字化（720×576像素）压缩60 倍，按电视速率传送。语音、图像采用8bit 二进制编码每抽样点。文字用ASCII编码，
假设传送方式是打字，打字速度为6字符/s。
请问通信10min，系统传送文字、语音和图 像的数据量各是多少？比例是多少？
传播路径 发射天线 接收天线
地 面
18
六、卫星中继
19
2.4恒参信道特性及其对信号影响
恒参信道一般特性 理想恒参信道
实际信道
其他影响因素及措施
20
一、恒参信道一般特性
恒参信道传输特性可等效为线性时 不变网络。 线性时不变网络可用幅频特性和相 频特性来表征，即：
H ( ) H ( ) e
26
2.5 典型随参信道
一、电离层反射信道
27
多径传播的几种主要形式
28
2.5 典型随参信道
二、对流层散射信道
29
2.6 恒参信道特性及其对信号影响
随参信道的特点 多径效应导致信号瑞利衰落
（频率扩散）
多径效应引起频率选择性衰落
30
一、随参信道的特点
信号的衰耗随时间随机变化 信号传输的时延随时间随机变化
5
调制信道和编码信道
编 码 器 调 制 器 发 转 换 器 传 输 媒 质 收 转 换 器 解 调 器 译 码 器
调制信道 编码信道
狭义 信道 信道 广义 信道 有线信道：如明线、对称电缆、同轴电缆、光纤等
无线信道：如短波电离层反射、对流层散射等
调制信道 恒参信道：如明线、对称电缆、同轴电缆、光纤 随参信道：如短波电离层反射、对流层散射等
多径传播
31
二、多径效应导致信号瑞利衰落（频率扩散）
设有n条路径，并设输入信号为 s(t ) A cos c t 则收端接收信号为：
r (t ) ai (t ) cos c [t i (t )] ai (t ) cos[c t i (t )] (t )
编码信道
有记忆信道
无记忆信道
6
2.2 信道模型 调制信道模型 编码信道模型
7
一、调制信道模型
调制信道特点：
具有一对（或多对）输入端和输出端；
绝大部分信道是线性的，即满足叠加性 和齐次性； 信号通过信道需要一定的延迟时间； 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，在输出端仍有一定 的功率输出。
当k(t)=常数，称为恒(定)参(量)信道 例如，同轴电缆
当k(t)常数，称为随(机)参(量)信道
例如，移动蜂窝网通信信道
10
二、编码信道模型
★ 二进制信号、无记忆信道：
P(0/0) 0 P(0/1) 1 P(1/1) P(1/0) 0
1
11
二、编码信道模型
★ 四进制编码信道模型：
0 1 2 3 0 1