通信系統(tǒng)原理概述.ppt

1、第1章 概論,通信原理課程組,2,目標要求,基本要求,了解通信的發(fā)展； 掌握消息、信息、信號的定義； 掌握數字通信的概念，理解數字通信的優(yōu)點； 掌握數字通信系統(tǒng)模型及其主要性能指標； 熟悉無線信道、有線信道； 熟悉信道中的噪聲。,3,目標要求,重點、難點,重點是： 信息的度量； 數字通信系統(tǒng)模型的理解與掌握。 難點是： 數字通信系統(tǒng)性能指標的理解與計算。,4,主要內容,1.1 通信的發(fā)展 1.2 消息、信息和信號 1.3 數字通信 1.4 信道 1.5 信道中的噪聲 1.6 小結 思考題、習題,5,1.1 通信的發(fā)展,一、歷史的通信方式,1.古代： 公元前800年(周朝)，周幽王烽火戲諸侯。

2、應用光通信的見證最簡單的二進制數字通信。 2.近代： 1820年：安培發(fā)明電報通信，近代數字通信的 開始。 1838年：莫爾斯將電報通信推向實用。 1876年：貝爾發(fā)明電話，模擬通信的開始。,6,周幽王驕奢淫逸，自從得到褒國進獻的美女褒姒后，封為寵妃，整天沉溺于佳麗之中，朝政荒廢。褒姒美艷無比，但生性不笑，面對宮中玉宇瓊樓，錦衣玉食，她毫無悅色。幽王欲睹褒姒笑容，大臣們想盡千方百計始終不得效果。一天幽王出游驪山，佞臣虢（guo）石父獻出烽火戲諸葛侯拙劣計策，幽王決意一試，遂命點燃烽火。各路諸侯見烽火報警，以為京城出現敵情。迅速整裝帶兵而至。見君臣安然無恙，且游興正濃，感到莫名其妙。問其原因，對

3、方笑而不答。看到這種場面，褒姒忍不住開懷大笑。看到褒姒終于開了笑口，而且笑時姿態(tài)更美，昏君樂得忘乎所以。風塵仆仆的諸侯終于明白，烽火報警，調兵遣將，原本為博寵妃歡心。王命如山，無可奈何，只得怏怏離去。但事隔不久，犬戎果真來犯，雖然點起了烽火，卻無援兵趕到。原來各諸侯以為周幽王又是故伎重演。結果都城被攻下，褒姒被搶走了，周幽王也被殺死了，從此西周滅亡了。 東周列國志中有這樣一段話來形容褒姒：“目秀眉清，唇紅齒白，發(fā)挽烏云，指排削玉，有如花如月之容，傾國傾城之貌?！?原來周王朝為了防備西部一個叫犬戎的少數民族部落的進攻，在驪山一帶造了二十多座烽火臺，每隔幾里地就是一座。如果犬戒打過來，把守第一道關

4、的士兵就把火燒起來；第二道關的士兵見到煙火，也把烽火燒起來。這樣一個接一個燒著烽火，附近的諸侯見到了，就會發(fā)兵來救。,7,最原始的光通信、二進制數字通信 有光信號-有敵情 無光信號-無敵情,8,1.1 通信的發(fā)展,烽火臺,9,1.1 通信的發(fā)展,3.現代 20世紀60年代以后： 數字通信技術進入高級發(fā)展階段。 近20多年： 數字通信迅猛發(fā)展； 光纖通信也攜手同行。 兩者都成為現代通行網的主要支柱。,10,1.1 通信的發(fā)展,“上帝創(chuàng)造了何等的奇跡!”,塞繆爾莫爾斯 （Samuel Finley Breese Morse，1791-1872）,11,1832年秋天，在大西洋中航行的一艘郵船上，美

5、國醫(yī)生杰克遜給旅客們講電磁鐵原理，旅客中41歲的美國畫家莫爾斯被深深地吸引住了，并牢記住了這些。他聯(lián)想起自己所看到的法國信號機體系，它每次只能憑視力所及傳訊數英里而已；如果用電流傳輸電磁訊號，不是可以在瞬息之間把消息傳送數千英里之遙嗎？從這以后，他毅然改行投身于電學研究領域。 莫爾斯從在電線中流動的電流在電線突然截止時會迸出火花這一事實得到啟發(fā)，“異想天開”地想，如果將電流截止片刻發(fā)出火花作為一種信號，電流接通而沒有火花作為另一種信號，電流接通時間加長又作為一種信號，這三種信號組合起來，就可以代表全部的字母和數字，文字就可以通過電流在電線中傳到遠處了。 經過幾年的琢磨，1837年，莫爾斯設計出

6、了著名且簡單的電碼，稱為莫爾斯電碼，它是利用“點”、“劃”和“間隔”（實際上就是時間長短不一的電脈沖信號）的不同組合來表示字母、數字、標點和符號。 1844年5月24日，在華盛頓國會大廈聯(lián)邦最高法院會議廳里，一批科學家和政府官員聚精會神地注視著莫爾斯，只見他親手操縱著電報機，隨著一連串的“點”、“劃”信號的發(fā)出，遠在64公里外的巴爾的摩城收到由“嘀”、“嗒”聲組成的世界上第一份電報。第一封電報的內容是圣經的詩句：上帝創(chuàng)造了何等的奇跡。,12,1.1 通信的發(fā)展,貝爾 （1847-1922） 美國電話發(fā)明者,13,1.1 通信的發(fā)展,1876年3月10日，美國發(fā)明家貝爾發(fā)明世界上第一部電話，并獲

7、美國專利局批準的電話專利。這是2005年8月11日拍攝的美國新澤西州默里山貝爾實驗室博物館內的世界第一部電話。,14,貝爾在做聾啞人用的“可視語言”實驗時，發(fā)現了一個有趣的現象：在電流流通和截止時，螺旋線圈會發(fā)出噪聲，就像電報機發(fā)送莫爾斯電碼時發(fā)出的“嘀答”聲一樣。 “電可以發(fā)出聲音!”思維敏捷的貝爾馬上想到，“如果能夠使電流的強度變化，模擬出人在講話時的聲波變化，那么，電流將不僅可像電報機那樣輸送信號，還能輸送人發(fā)出的聲音，這也就是說，人類可以用電傳送聲音?！?1875年5月，貝爾和沃特森研制出兩臺粗糙的樣機。這兩臺樣機是在一個圓筒底部蒙上一張薄膜，薄膜中央垂直連接一根炭桿，插在硫酸液里。這

8、樣，人對著它講話時，薄膜受到振動，炭桿與硫酸接觸的地方電阻發(fā)生變化，隨之電流也發(fā)生變化；接收時，因電流變化，也就產生變化的聲波。由此實現了聲音的傳送。 1875年6月2日，他們又對帶音箱的樣機進行試驗。貝爾在實驗室里，沃特森在隔著幾個房間的另一頭。貝爾一面在調整機器，一面對著送話器呼喚起來。 忽然，貝爾在操作時，不小心把硫酸濺到腿上，他情不自禁地喊道：“沃特森先生，快來呀，我需要你!” “我聽到了，我聽到了?！蔽痔厣吲d地從那一頭沖過來。他顧不上看貝爾受傷的地方，把貝爾緊緊擁抱住。貝爾此時也忘了疼痛，激動得熱淚盈眶。,15,1.1 通信的發(fā)展,麥克斯韋在物理學中的最大貢獻是建立了統(tǒng)一的經典電磁

9、場理論和光的電磁理論，預言了電磁波的存在。1873年，麥克斯韋完成巨著電磁學通論，這是一部可以同牛頓的自然哲學的數學原理相媲美的書，具有劃時代的意義，是牛頓以后科學史上的又一座豐碑 。,麥克斯韋(James Clerk Maxwel 18311879)英國物理學家,16,他建立的電磁場理論，將電學、磁學、光學統(tǒng)一起來，是19世紀物理學發(fā)展的最光輝的成果，是科學史上最偉大的綜合之一。他預言了電磁波的存在。這種理論遇見后來得到了充分的實驗驗證。他為物理學樹起了一座豐碑。造福于人類的無線電技術，就是以電磁場理論為基礎發(fā)展起來的。,17,1.1 通信的發(fā)展,赫茲對人類最偉大的貢獻是用實驗證實了電磁波的

10、存在。,赫茲 （1857-1894）德國物理學家,1888年，成了近代科學史上的一座里程碑。赫茲的發(fā)現具有劃時代的意義，它不僅證實了麥克斯韋發(fā)現的真理，更重要的是開創(chuàng)了無線電電子技術的新紀元。為了紀念他在電磁波發(fā)現中的卓越貢獻，后人將頻率的單位命名為赫茲。,18,1886年，赫茲經過反復實驗，發(fā)明了一種電波環(huán)，用這種電波環(huán)作了一系列的實驗，終于在1888年發(fā)現了人們懷疑和期待已久的電磁波。赫茲的實驗公布后，轟動了全世界的科學界，由法拉第開創(chuàng)、麥克斯韋總結的電磁理論，至此取得了決定性的勝利。麥克斯韋的偉大遺愿終于實現了。,19,1.1 通信的發(fā)展,在發(fā)現電磁波不到6年，意大利的馬可尼、俄國的波波

11、夫分別實現無線電傳播，并很快投入實際使用。其他利用電磁波的技術，也像雨后春筍般相繼問世。無線電報（1894年）、無線電廣播（1906年）、無線電導航（1911年）、無線電話（1916年）、短波通訊（1921年）、無線電傳真（1923年）、電視（1929年）、微波通訊（1933年）、雷達（1935年），以及遙控、遙感、衛(wèi)星通訊、射電天文學它們使整個世界面貌發(fā)生了深刻的變化。,20,1.1 通信的發(fā)展,返回,1.1 通信的發(fā)展,請總結通信的發(fā)展趨勢特點，展望未來通信發(fā)展方向。 模擬-數字 單一媒體-多媒體 有線-無線 窄帶-寬帶。？,21,22,1.2 消息、信息和信號,1. 通信的目的,傳遞消息

12、中包含的信息。 本課程主要研究傳輸。,2. 消息,天氣預報 “明天是晴天”,字幕“明天是晴天” 文字,播音員說“明天是晴天” 語言, 圖形,、信息、消息和信號的定義與區(qū)別,信息,23,1.2 消息、信息和信號,1. 通信的目的,傳遞消息中包含的信息。 本課程主要研究傳輸。,2. 消息,、信息、消息和信號的定義與區(qū)別,是指信源所產生的信息的物理表現。 例如：語音、文字、圖形、圖像等。 消息必須轉換成電信號（簡稱信號），才能 在通信系統(tǒng)中傳輸。,24,1.2 消息、信息和信號,4. 信息,是指消息中所包含的對受信者有意義的內容 （或有效內容）。 不同形式表現（漢字、符號、圖形等）的同 一消息，載有

13、相同的信息。,3. 信號,是指消息的物理載體，是傳輸消息的手段。 可分為模擬信號和數字信號。,、信息、消息和信號的定義與區(qū)別,25,1.2 消息、信息和信號,如何度量信息？ 首先要解決的問題。,運輸貨物-貨運量，衡量運輸效率 傳遞信息-？，衡量通信效率？,26,1.2 消息、信息和信號,1.要求 度量信息量的方法，必須滿足：,能度量任何消息； 與消息的類型無關； 消息的重要程度無關。,二、消息中信息量的度量,27,1.2 消息、信息和信號,2. 信息量的定義,信息量是消息出現概率的函數； 消息出現的概率越小，所包含的信息量就越大； 若某消息由若干個獨立消息所組成，則該消息所 包含的信息量是每個

14、獨立消息所含信息量之和。,二、消息中信息量的度量,28,1.2 消息、信息和信號,因此，若消息 出現的概率為 ，則所含信息量 I 可定義為：,信息量的單位：,，則為比特（bit），簡記為b，最常用;,，則為奈特（nat）;,，則為哈特萊（hartley）。,29,當M = 2時，則I = 1b。 工程上，常常不考慮是否為等概率的消息，總認為一個二進制波形（或碼元）等于1b 。即通常把一個二進制碼元稱做1b。易與信息量的單位混淆，應注意。,若采用一個M 進制的波形，來傳送M 個獨立的等概離散消息之一，則每一碼元的信息量為：,(b),1.2 消息、信息和信號,返回,30,1.3 數字通信,1. 模

15、擬信號和數字信號,模擬信號，也稱連續(xù)信號。如：話筒送出的 語音信號，取值連續(xù)。 數字信號，也稱離散信號。如：代表文字的 編碼和計算機數據信號，取值有限。,注意：區(qū)分準繩為：考查取值是否連續(xù)， 而不是看時間。,一、 基本概念,31,1.3 數字通信,模擬信號,數字信號,碼元,32,1.3 數字通信,2. 模擬通信和數字通信,（1）共性問題：總存在噪聲和其他干擾，引起傳輸信號的失真，影響傳輸質量。解決噪聲和干擾的影響，就是通信系統(tǒng)設計的基本問題之一。,3. 模擬通信系統(tǒng)和數字通信系統(tǒng),33,1.3 數字通信,模擬通信系統(tǒng)： 要求：高保真度復原。 度量準則：輸出信噪比。 基本問題：連續(xù)波形的參量估值

16、問題。,（2） 個性問題,數字通信系統(tǒng)： 要求：正確判決（或檢測）。 度量準則：產生錯判的概率。 理論基礎：統(tǒng)計判決理論。,注意：都是針對接收端的。,34,1.3 數字通信,二、數字通信的特點 1.優(yōu)點,取值有限，能正確接收。 可采用糾錯和檢錯技術，提高抗干擾性。 可采用數字加密技術，提高保密度。 可綜合傳輸各種模擬和數字輸入消息。 便于存儲和處理。 易于設計、制造，體積更小、重量更輕。 可作信源編碼，壓縮冗余度，提高信道利用率。 信噪比隨帶寬按指數規(guī)律增長。,35,數字信號波形的失真和恢復,(a) 失真的數字信號,(b) 恢復的數字信號,返回,36,1.3 數字通信,占用帶寬大壓縮、光纖。

17、同步要求高。,3.應用實例,數字傳輸技術：電話、電視、計算機數據 等信號的遠距離傳輸。 模擬傳輸技術：有線電話環(huán)路、無線電廣 播、電視廣播等。,二、數字通信的優(yōu)點 2.缺點,37,1.3 數字通信,三、數字通信系統(tǒng)模型,38,1.3 數字通信,三、數字通信系統(tǒng)模型,39,1.3 數字通信數字通信系統(tǒng)模型,1. 信源：將消息轉換為電信號的設備。,三、數字通信系統(tǒng)模型,40,1.3 數字通信數字通信系統(tǒng)模型,信源,信道編碼,調 制,發(fā) 送 端,三、數字通信系統(tǒng)模型,2. 信源編碼：降低數字信號的冗余， 提高數字信號的有效性。,41,42,43,44,保密編碼,數據通信的迅速發(fā)展帶來了數據失密問題。

18、信息被非法截取和數據庫資料被竊的事例經常發(fā)生，在日常生活中信用卡密碼被盜是常見的例子。數據失密會造成嚴重后果(如金融信息、軍事情報等)，所以數據保密成為十分重要的問題。,45,1.3 數字通信數字通信系統(tǒng)模型,三、數字通信系統(tǒng)模型,3. 信道編碼：增加冗余字符，糾錯編碼， 提高傳輸的可靠性。,46,信道編碼,提高數據傳輸效率，降低誤碼率是信道編碼的任務。信道編碼的本質是增加通信的可靠性。 信道編碼的過程是在源數據碼流中加插一些碼元，從而達到在接收端進行判錯和糾錯的目的，這就是我們常常說的開銷。這就好象我們運送一批玻璃杯一樣，為了保證運送途中不出現打爛玻璃杯的情況，我們通常都用一些泡沫或海棉等物

19、將玻璃杯包裝起來，這種包裝使玻璃杯所占的容積變大，原來一部車能裝5000各玻璃杯的，包裝后就只能裝4000個了，顯然包裝的代價使運送玻璃杯的有效個數減少了。同樣，在帶寬固定的信道中，總的傳送碼率也是固定的，由于信道編碼增加了數據量，其結果只能是以降低傳送有用信息碼率為代價了。 將有用比特數除以總比特數就等于編碼效率了，不同的編碼方式，其編碼效率有所不同。,47,1.3 數字通信數字通信系統(tǒng)模型,4. 調制：,三、數字通信系統(tǒng)模型,48,1.3 數字通信數字通信系統(tǒng)模型,4.調制 （1）目的 使編碼信號特性與信道特性相適應， 以通過信道傳輸。 （2）幾個基本概念 基帶、基帶信號、帶通信號； 基帶

20、調制、帶通調制。 （3）多路復用 使多路信號合并，經過同一信道傳輸。,49,1.3 數字通信數字通信系統(tǒng)模型,5. 信道 基帶信道可傳輸很低的頻率分量。 如雙絞線。 頻帶信道不能傳輸很低的頻率分量。 如無線電波。,50,1.3 數字通信數字通信系統(tǒng)模型,5. 信道 信道的影響： 信道傳輸特性對數字信號的影響。 包括幅頻特性、相頻特性、頻率偏 移、頻率擴展和多徑時延。 進入信道的外部加性噪聲的影響。 包括起伏噪聲、脈沖干擾、人為干 擾。,51,1.3 數字通信數字通信系統(tǒng)模型,6. 同步 數字通信系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。 發(fā)端、收端間需共同的時間標準使收端準確知道每個符號的起止時刻，實現同步接

21、收。 位同步（或碼元同步）、字同步,52,1.3 數字通信數字通信系統(tǒng)模型,模擬通信系統(tǒng)模型,53,1.3 數字通信,1. 衡量系統(tǒng)性能優(yōu)劣的基本因素：,有效性 可靠性,四、性能指標,54,1.3 數字通信 - 性能指標,有效性 可靠性,注意：兩者是互相矛盾的，也是可互換的。 提高有效性提高傳輸速率可靠性降低； 提高可靠性增加冗余的抗干擾編碼碼元 有效性降低。 降低有效性，以提高可靠性； 降低可靠性，以提高有效性。,55,1.3 數字通信 - 性能指標,2. 性能指標：,（1）傳輸速率：三種定義。 碼元速率（RB）： 單位時間內傳輸碼元數?！安ㄌ兀˙aud）” 信息速率（Rb）： 單位時間內傳

22、輸的信息量。“比特/秒(b/s)” 消息速率（RW）： 單位時間內傳輸的消息數?！白?秒”,56,1.3 數字通信 - 性能指標,（1） 傳輸速率： 信息量I： 對于二進制系統(tǒng)而言，如果“0”和“1”等概率出現的話，每個碼元所含的信息量 I = 1，此時，碼元速率和信息速率在數值上相等。 對于多（M）進制系統(tǒng)而言，每個碼元所含的信息量是I=log2 M，此時，二者的關系為Rb=RBlog2 M。,2. 性能指標：,57,例1：,58,59,60,61,1.3 數字通信 - 性能指標,（2） 錯誤率：三種定義。 誤碼率（Pe）： 誤比特率（Pb）： 誤字率（PW）：,62,1.3 數字通信 -

23、性能指標,（3）頻帶利用率： 單位頻帶內所能達到的信息速率。 通常與采用的調制及編碼方式有關。 （4）能量利用率： 傳輸每一比特所需的信號能量。 該能量大小與系統(tǒng)帶寬有直接關系。 該能量與占用頻帶間可交換。,返回,63,1.4 信道,一、信道分類（依傳輸媒體分）,1. 無線信道： 利用電磁波來傳播信號。 如廣播電臺、移動電話。 2.有線信道： 利用人造傳輸媒體來傳輸信號。 如傳統(tǒng)的固定電話。,注意：信道中的噪聲有源干擾； 信道傳輸特性不良無源干擾。,64,無線信道-電磁波的頻率劃分,65,1.4 信道,二、無線信道 1.電磁波的發(fā)射和接收,均要用天線 因天線尺寸的要求，通信頻率都較高。 頻率使

24、用規(guī)劃和管理 國際電信聯(lián)盟（ITU）定期召開世界無線電通信大會WRC（The World Radio- communication Conference），制定頻率使用國際協(xié)議。 我國：信息產業(yè)部無線電管理局。,66,c=f 其中：c：波速(這是一個常量，約等于3*108m/s) 單位：m/s f：頻率(單位：Hz,1MHz=1000kHz=1*106Hz) ：波長（單位：m） 天線的尺寸不小于電磁波波長的1/10,67,1.4 信道,根據通信距離、頻率和位置的不同： 地波傳播 天波傳播 視線傳播,二、無線信道 2.電磁波的傳播,68,1.4 信道,（1） 地波傳播 頻率：2MHz 以下，有一

25、定的繞射能力 繞射：電磁波沿彎曲的地球表面?zhèn)鞑ニ?有的能力 通信距離：可達數百數千 km,返回,69,1.4 信道,（2）天波傳播 頻率：230MHz 電離層反射： 通信距離：單次可達4000km，多次可達10000km,70,1.4 信道, 電離層：60-400 km D層：高60 - 80 km E層：高100 - 120 km F層：高150 -400 km F1層：140 - 200 km F2層：250 - 400 km 晚上：D層、F1層消失； E層、F2層減弱 反射高頻電磁波的主要是F層,返回,71,1.4 信道,（3） 視線傳播 頻率：30MHz以上 類似光波做視線傳播（將穿

26、透電離層） 天線高度h與傳播距離D(=2d)的關系： D 2=8rh50h （r為地球的等效半徑）,72,1.4 信道, 采用無線電中繼，實現遠程通信。 若天線架設高度為50m，則視線距離約為 50km。即視距傳輸距離有限，需中繼。,（3） 視線傳播,73,1.4 信道,轉發(fā)站（基站）： 人造衛(wèi)星：3顆靜止衛(wèi)星 （衛(wèi)星通信系統(tǒng)），目前廣泛應用。,74,1.4 信道, 高空平臺電臺HAPS(High Altitude Platform Station) ： 250個充氦氣艇（平流層通信系統(tǒng)），很有發(fā)展前途。,75,1.4 信道, 高空飛行器間的電磁波傳播、太空中人造衛(wèi)星或宇宙飛船間的電磁波傳播，

27、都符合視線傳播規(guī)律，且不受或少受大氣層的影響。,電磁波在大氣層內傳播會衰減： 頻率越高，衰減越嚴重； 且存在諧振點，應避開。,76,1.4 信道,77,1.4 信道無線信道,注意：目前民用無線電通信中，應用最廣的是蜂窩網和衛(wèi)星通信。,78,1.4 信道無線信道,移動 交換 中心,電話 交換 中心,蜂窩網,79,1.4 信道,明線 對稱電纜 同軸電纜,二、有線信道 1. 傳輸電信號,80,1.4 信道有線信道,（1）明線,81,1.4 信道有線信道,（2）對稱電纜：雙絞線,82,1.4 信道有線信道,（2）對稱電纜：雙絞線,83,1.4 信道有線信道,雙絞線（Twisted Pairwire）由

28、兩根具有絕緣保護層的銅導線組成，把兩根導線按一定密度互相纏繞在一起,可降低信號干擾的程度。 雙絞線可以分為屏蔽雙絞線（STP）與非屏蔽雙絞線（UTP）兩大類。 其中屏蔽雙絞線分別有3類和5類二種，非屏蔽雙絞線又分別有3類、4類、5類、超5類四種。,（2）對稱電纜：雙絞線,84,1.4 信道有線信道,（3）同軸電纜,同軸電纜截面示意圖,雙同軸電纜及6芯接頭,85,1.4 信道有線信道,（3）同軸電纜,基站用射頻同軸電纜 (50同軸電纜),射頻同軸電纜,86,1.4 信道有線信道,解釋：同軸電纜是一種通訊電纜，電纜結構為以實心銅體為芯外包著一層絕緣材料，這層絕緣材料用密織的網狀導體環(huán)繞，網外又再覆

29、蓋一層保護性材料。 常用的同軸電纜有兩類：50和75同軸電纜。,（3）同軸電纜,87,1.4 信道有線信道,有線信道電氣特征,88,1.4 信道有線信道,2.傳輸光信號光纖,表面涂層,包層,芯區(qū),89,1.4 信道有線信道,2. 光纖,光纖結構,90,1.4 信道有線信道,光纖損耗,2. 光纖,91,1.4 信道,調制信道模型 編碼信道模型,四、信道模型,92,數字通信系統(tǒng)模型,1.4 信道信道模型,93,1.4 信道信道模型,1. 調制信道模型, 對于單“端對”信道：,eo(t) = f ei(t) + n(t),94,1.4 信道信道模型,通常，f ei(t) 可以表示為：k(t) ei(

30、t)， 此時， eo(t) = k(t)ei(t) + n(t) 其中k(t)表示時變線性網絡的特性 ，稱為乘性干擾。 k(t)是一個復雜的函數，反映信道的衰減、線性失真、非線性失真、延遲 等。 最簡單情況：k(t) = 常數，表示衰減。 當k(t) =常數，稱為恒(定)參(量)信道 例如，同軸電纜 當k(t)常數，稱為隨(機)參(量)信道 例如，移動蜂窩網通信信道,eo(t) = f ei(t) + n(t),95,1.4 信道信道模型,2. 編碼信道模型, 二進制信號、無記憶信道：,其中，P(0/0), P(1/1) 正確轉移概率 P(0/1), P(1/0) 錯誤轉移概率 轉移概率 決定

31、于編碼信道的特性。 且有： P(0/0) = 1 - P(1/0)；P(1/1) = 1 - P(0/1),96,1.4 信道信道模型, 四進制編碼信道模型：,97,1.4 信道,1. 恒參信道對信號傳輸的影響, 非時變線性網絡。其振幅-頻率特性：,五、信道特性對信號傳輸的影響,98,1.4 信道信道特性對信號傳輸的影響,1. 恒參信道對信號傳輸的影響,其相位-頻率特性：,99,1.4 信道信道特性對信號傳輸的影響,畸變的影響: 波形失真（相位失真）、碼間串擾。 線性失真: 頻率失真和相位失真 屬于線性失真 可用“線性補償網絡”糾正， “均衡” 非線性失真:振幅特性非線性、頻率偏移、相位抖動 非線性失真 難以消除,100,1.4 信道信道特性對信號傳輸的影響,2.變參信道對信號傳輸的影響,（1）變參信道的共性 ： 衰落: 衰減隨時間變化； 傳輸時延:隨時間變化； 多徑效應: 快衰落。,101,快衰落:主要由于多徑傳播而產生的衰落，由于移動體周圍有許多散射、反射和折射體，引起信號的多徑傳輸，使到達的信號之間相互疊加，其合成信號幅度表現為快速的起伏變化,102,1.4 信道信道特性對信號傳輸的影響,（2）接收信號的特性: 設發(fā)送信號為Acos 0t，則經過n條路徑傳播后的接收信號R(t)可以表示為： 式中 ri (t) 第 i 條路徑的接收信號振幅； i (t) 第 i 條路徑的傳輸