Transcript 内容提要

4 信道
内容提要
任课教师
中原工学院
曾灏宪
理学院
1. 信道的定义与分类
 分类
– 狭义信道
• 有线信道
• 无线信道
– 广义信道
• 调制信道、编码信道
• 恒参信道、随参信道
2. 信道的数学模型
 调制信道
e o (t )  k (t ) e i (t )  n (t )
 编码信道
– P(0 /0)和P(1 / 1) － 正确转移概率
– P(1/ 0)和P(0 / 1) － 错误转移概率
0
P(1 / 0)
接收端
发送端
P(0 / 1)
– P(0 / 0) = 1 – P(1 / 0)
– P(1 / 1) = 1 – P(0 / 1)
P(0 / 0)
0
1
– 总错误概率 Pe = P(0)P(1/0) + P(1)P(0/1)
1
P(1 / 1)
二进制编码信道模型
3. 信道特性对信号传输的影响
 恒参信道 —— 看作线性时不变网络 H    H   e j  
– 幅频失真：振幅～频率特性不良
• 影响
– 模拟信号 ：波形畸变 信噪比下降
– 数字信号 ：码间串扰 误码
• 解决办法： H all    H    H c    k
– 相频失真：相位～频率特性不良
d
d   

 td
• 群时延定义  ( ) 
d
d
• 影响：
– 模拟信号 ：对语音影响不大，对数字信号影响大
– 数字信号 ：码间串扰 误码率增大
– 幅度和相位均衡器
 变参信道
– 影响
① 衰减随时间变化
②
时延随时间变化
③
多径效应 —— 频率选择性衰落
–
快衰落
–
慢衰落
–
解决办法：
»
相关带宽 —— 随参信道传输数字信号的码元宽度Ts 应满足
T s  3 ~ 5  f
»
f 
其它：分集接收技术、扩频技术、OFDM
1
m
 接收信号的分类
– 确知信号
– 随相信号
– 起伏信号
4. 信道中的噪声
 噪声
– 加性干扰
– 来源
• 人为噪声、自然噪声
– 性质
• 脉冲噪声、窄带噪声、起伏噪声
 热噪声 —— 高斯白噪声
V 
4 kTRB
(V )
 窄带高斯噪声

– 功率 Pn 


Pn ( f ) df
– 噪声等效带宽
Bn 



Pn ( f ) df
2 Pn ( f 0 )



0
Pn ( f ) df
Pn ( f 0 )
5. 信道容量
 信道容量 —— 信道能够传输的最大平均信息速率
 离散信道容量
– 度量
• C － 每个符号能够传输的平均信息量最大值
C  max [ H ( x )  H ( x / y )]
比特 / 符号 
P(x)
• Ct － 单位时间(秒)内能够传输的平均信息量最大值
C t  max { r [ H ( x )  H ( x / y )]}
P(x)
 连续信道容量（香农公式）
S 

C t  B log 2  1 
  B log
N 


S 
1 

2

n
B
0


(b / s )
 理想通信系统
– 达到极限信息速率且差错任意小的通信系统称为理想通信系统
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本课件根据国防工业出版社《通信原理》（樊昌信 曹丽娜
编著）配套课件制作。课件中原有的文字、图片和动画版
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