长沙理工大学：《通信原理》课程教学资源（PPT课件）第三章 信道 03信道

第三章信道 3.1引言 34随参信道 3.2信道数学模型3.5信道容量 3.3恒参信道 3.6信道噪声

1 第三章 信 道 3.1 引言 3.4 随参信道 3.2 信道数学模型 3.5 信道容量 3.3 恒参信道 3.6 信道噪声

3.1引言 信道是信号的传输媒质 有线信道:明线,对称电缆,同轴电缆 光缆。 无线信道:地波传播,短波电离层反射 超短波或微波视距中继,人造卫星中继 各种散射信道 包括有关的变换装置的信道为广义信道

2 3.1 引言 ◼ 信道是信号的传输媒质 有线信道：明线，对称电缆，同轴电缆， 光缆。 无线信道：地波传播，短波电离层反射， 超短波或微波视距中继，人造卫星中继， 各种散射信道。 ◼ 包括有关的变换装置的信道为广义信道

狭义 调制器 发转换器一 媒质 收转换器 解调 器义 调制信道 编码信道

3 调制器 发转换器 媒质 收转换器 解调器 调制信道 编码信道 狭义 广义

3.2信道数学模型 调制信道模型 时变线性 网络 1)有一对(或多对)输入端和一对(或多对 输出端 2)线性(满足叠加原理) 3)有迟延,有(固定的或时变的)损耗 4)即使没有信号输入,在信道的输出端仍有 定功率输出

4 3.2 信道数学模型 1. 调制信道模型 1）有一对（或多对）输入端和一对（或多对） 输出端 2）线性（满足叠加原理） 3）有迟延，有（固定的或时变的）损耗 4）即使没有信号输入，在信道的输出端仍有 一定功率输出 时变线性 网络 ei（t） eo（t）

e(t)=fLe: (t)]+n(t) 假定f[e;(t)]=k(t)e;(t) )=k(t)e:(t)+n(t) n(t),加性噪声,独立于e;(t) k(t),乘性干扰,依赖于网络的特性 k(t)基本不随时间变化一恒参信道 k(t)随机快变化—随参信道

5 eo(t)=f[ei(t)]+n(ｔ) ◼ 假定 f[ei(t)]＝ｋ(ｔ)ｅｉ(ｔ) eo(t)=ｋ(ｔ)ei(t)+n(ｔ) ｎ（ｔ），加性噪声，独立于ｅｉ（ｔ） ｋ（ｔ），乘性干扰，依赖于网络的特性 ｋ（ｔ）基本不随时间变化—恒参信道 ｋ（ｔ）随机快变化—随参信道

编码信道模型 编码信道对信号的影响是一种数字序列的 变换 编码信道模型可以用数字的转换概率来描 述 P(0/0 P(1/0 进制编码 P(0/1) 信道模型 p(0/0),p(1/0),p()1),p(1/1)信道转换概率, 由编码信道的特性所决定 P(0/0)=1-P(1/0 P(1/1)=1-P(0/1 6

6 ２.编码信道模型 ◼ 编码信道对信号的影响是一种数字序列的 变换 ◼ 编码信道模型可以用数字的转换概率来描 述 ０ ０ １ １ p(0/0),p(1/0),p(0/1),p(1/1)信道转换概率， 由编码信道的特性所决定 P(0/0)=1-P(1/0) P(1/1)=1-P(0/1) P(0/0) P(1/0) P(0/1) P(1/1) 二进制编码 信道模型

3.3恒参信道 架空明线平行而相互绝缘的架空裸线,损耗 低,易受天气影响 电缆对称电缆损耗大,传输特性比较稳定。 同轴电缆比双绞线屏蔽性更好,高带 宽,极好的噪声抑制特性 中长波地波传播 超短波及微波视距传播 人造卫星中继 光导纤维

7 3.3 恒参信道 ◼ 架空明线 平行而相互绝缘的架空裸线，损耗 低，易受天气影响。 ◼ 电缆 对称电缆 损耗大，传输特性比较稳定。 同轴电缆 比双绞线屏蔽性更好，高带 宽，极好的噪声抑制特性 ◼ 中长波地波传播 ◼ 超短波及微波视距传播 ◼ 人造卫星中继 ◼ 光导纤维

紫外区 1015Hz 777 106m 红外区 104Hz可见光 100nm 1 00GHZ 波导 I cm 1 GHZ 1 Ocm I GHZ m 同轴电缆 I OOMHZ 10m IOMHZ 有线信道 100m I MHZ 媒质的频 IKm 1 00KGZ 率传输范 双绞线 1OKm 1 KHZ OOK IKHZ 波长 信道媒质 应用频率

8 有线信道 媒质的频 率传输范 围

中长波地波传播 口地球表面是有电阻的导体,当电磁波在 它上面行进时,有一部分电磁能量被消 耗,频率越高,地面波损耗越大。地面 波传播适用于长波 直射 发 收 反射波 地面 地面 地面波 地波 空间波 9

9 中长波地波传播 ◼ 地球表面是有电阻的导体，当电磁波在 它上面行进时，有一部分电磁能量被消 耗，频率越高，地面波损耗越大。地面 波传播适用于长波。 地面 地面波 地面 空间波 直射 波 反射波 发 收 地波

天波 电离层 50Km电离层 10

10 天波 电离层 50Km 电离层