2-lx-通信概论-信道探究.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 式中 － 信道输入端信号电压； － 信道输出端的信号电压； － 噪声电压。 f [ei(t)] e0(t) ei(t) n(t) 图 16 调制信道数学模型 3.1调制信道数学模型 信 道 因k(t)随t变，故信道称为时变信道。 因k(t)与 相乘，故称其为乘性干扰。 因k(t)作随机变化，故又称信道为随参信道。 若k(t)变化很慢或很小，则称信道为恒参信道。 乘性干扰特点：当没有信号时，没有乘性干扰。 信 道 3.1调制信道数学模型 3.1 信道数学模型 (调制信道数学模型) 调制信道(模拟信道)对信号(模拟信号)传输的影响： 衡量调制信道(模拟信道)优劣的标准： 模拟信道 输出信号 输入信号 噪声n(t) 无失真、无畸变 有失真、有畸变 有失真、有畸变 失真原因： ■噪声的影响 ■信道(线性系统)特性不理想 ■信道特性时变 ■失真度或畸变度 ■信噪比(输出信号功率与输出噪声功率之比）或信干比 有些失真在接收端往往无法察觉，难以去除。 信 道 3 信道数学模型（调制信道与编码信道） 3.2 编码信道数学模型 产生失真、畸变 判决电平 发送时钟 判决时钟 传输信道 输出信号 输入信号 噪声n(t) 0 1 0 1 1 0 抽样判决 0 1 0 1 1 0 没发生误码 编码信道质量优劣的标准是考察接收码元是否会发生错误。由于信道特性和噪声的影响，也会使得传输信号波形发生失真或畸变，但是失真不一定会误码。误码的概率（误码率）与接收波形的失真有关，因此与传输信道输出的信噪比有关。 信 道 3 信道数学模型（调制信道与编码信道） 3.2 编码信道数学模型——码的转移概率P(i/j) ■二进制数字编码信道 发送码元为j，而接收码元为i的概率。 0 1 0 1 发送端 接收端 P(0/0) P(1/0) P(1/1) P(0/1) P(0/0)+P(1/0)=1 P(0/1)+P(1/1)=1 P(0/1)、P(1/0)是 错误接收概率 P(0/0)、P(1/1)是 正确接收概率 系统的误码率是？ 系统的误码率 Pe=P(0)P(1/0)+ P(1)P(0/1) 信 道 3 信道数学模型（调制信道与编码信道） 3.2 编码信道数学模型 ■M进制数字编码信道 系统误码率是？ P(0/0) P(1/0) P(M-1/0) P(2/0) P(0/1) P(1/1) P(2/1) P(M-1/1) P(0/2) P(2/2) P(1/2) P(M-1/2) P(0/M-1) P(M-1/M-1) P(1/M-1) P(2/M-1) 0 1 发 送 端 接 收 端 2 M-1 0 1 2 M-1 信 道 信 道 4 信道特性对信号传输的影响 ■ 恒参信道是指信道的特性参数长期不变或变化非常缓慢。前述有线信道（光纤与电缆）、无线电视距传播信道、微波及卫星中继信道都属于恒参信道。 ■ 恒参信道可以用时不变线性系统来描述。 ■ 恒参信道对信号传输的影响主要表现为：幅度-频率畸变和相位-频率畸变。 可以认为在一次通信过程中是不变的。 4.1恒参信道及其对信号传输的影响 4.2 随参信道特性及其对信号传输的影响 ■ 随参信道特性参数（衰耗与时延）随时间快速变化 ■ 随参信道多存在多径传播 随参信道是一种时变多径传播信道： ● 对信号的衰耗随时间而变化； ● 传输的时延随时间而变化； ● 多径传播。 信 道 随参信道：又称时变信道，信道参数随时间而变。 随参信道举例：天波、地波、视距传播、散射传播… 多径效应：信号经过几条路径到达接收端，而且每条路径的长度（时延）和衰减都随时间而变，即存在多径传播现象。 信 道 4.2 随参信道特性及其对信号传输的影响 随机噪声（单频噪声、脉冲噪声、起伏噪声）特别是起伏噪声，是各类噪声中最难解决的。 人为噪声：外台干扰、电器开关接触、点火辐射、荧光灯、微波炉干扰等。 自然噪声：闪电、大气电暴、银河系噪声等。 内部噪声：热噪声、散弹噪声、自激震荡、电源噪声等。 5 信道的加性噪声 噪声 具有一定确知性的噪声 随机噪声 信 道 热噪声 来源：来自一切电阻性元器件中电子的热运动。 频率范围：均匀分布在大约 0 ～ 1012 Hz。 热噪声电压有效值： 式中 k = 1.38 ? 10-23（J/K） － 玻尔兹曼常数； T － 热力学温度（