04西南大学-通信原理-第四章_信道.ppt

通信原理 主讲教师：高 渤 gaobo@swu.edu.cn 学习内容 学习目标 学习目标 学习目标 学习内容 引 言 1、信道分类 1）无线信道——电磁波（含光波）。 2）有线信道——电线、光纤。 2、信道中的干扰 1）有源干扰——噪声。 2）无源干扰——信道本身传输特性的不良。 3、本章重点 介绍信道传输特性和噪声的特性，及对信号传输的影响。 第一节 无线信道 一、引言 利用空间的电磁波来传送信号。要求天线的尺寸不小于电磁波波长的1/10，即无线信道电磁波的频率受天线尺寸限制。 第一节 无线信道 二、电磁波的分类 1、地波（ground wave） 电磁波趋于沿弯曲的地球表面传播，有一定的绕射能力，这种传播方式称为地波传播。 频率 2 MHz ； 有绕射能力； 距离：数百或数千千米。 第一节 无线信道 2、天波（sky wave） 利用电离层反射的传播方式称为天波传播。 频率：2—30 MHz（也称为高频）； 能被电离层反射，电离层对传播的影响主要是反射、散射； 一次反射距离 4000 km，多次反射可传播10000km以上； 存在寂静区。 第一节 无线信道 3、视线传播（line of sight） 频率高于30MHz的电磁波将穿透电离层，不能被反射回来，沿地表面绕射能力也很小，只能类似光波的传播称为视线传播。 频率 30 MHz 距离: 和天线高度有关。 第一节 无线信道 4、散射传播 由于传播媒体的不均匀性，使电磁波的传播产生向许多方向折射的现象，称为散射（前向散射）。 第一节 无线信道 3）流星余迹散射 由于流星经过大气层时产生的很强的电离余迹使电磁波散射的现象。流星余迹特点 ：高度80 ~ 120 km，长度15 ~ 40 km； 存留时间小于1秒至几分钟。 特点 ：低速存储、高速突发、断续传输； 频率：30 ~ 100 MHz； 距离 ：1000 km以上。 学习内容 第二节 有线信道 一、明线（open line） 指平行架设在电线杆上的架空线路。 第二节 有线信道 二、对称电缆（symmetrical cable） 由许多对双绞线组成。 第二节 有线信道 三、同轴电缆（coaxial cable） 由内外两根同心圆柱形导体构成，在这两根导体间用绝缘体隔离开。 第二节 有线信道 四、光 纤（optical fiber） 传输光信号的有线信道——光导纤维。 第二节 有线信道 4、损耗与波长关系 为了使光波在光纤中传输时受到最小的衰减，以便传输尽量远的距离，希望将光波的波长选择在光纤传播损耗最小的波长上。 学习内容 第三节 信道的数学模型 引 言 信道模型的分类：调制信道、编码信道。 第三节 信道的数学模型 一、调制信道数学模型 第三节 信道的数学模型 讨 论： 因 k(t) 随 t 变，故信道称为时变信道。 因 k(t) 与 e i (t) 相乘，故称其为乘性干扰（当没有信号时，没有 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。 第三节 信道的数学模型 二、编码信道模型 二进制编码信道简单模型——无记忆（独立）信道模型。 第三节 信道的数学模型 四进制编码信道模型 学习内容 第四节 信道特性对信号传输的影响 一、恒参信道对信号传输的影响 恒参信道本质上是一个非时变线性网络，可利用信号通过线性系统的方法，分析信号通过恒参信道受到的影响。 第四节 信道特性对信号传输的影响 2）相位—频率特性：传输群时延为一常数与频率无关，即， 相位特性为通过原点的直线时无失真。 第四节 信道特性对信号传输的影响 2、频率失真：振幅—频率特性不良引起的失真。 1）影响：频率失真 ? 波形畸变 ? 码间串扰。 2）解决办法：线性网络补偿。 第四节 信道特性对信号传输的影响 4、非线性失真（谐波失真）： 输入电压—输出电压为非线性引起的失真。 第四节 信道特性对信号传输的影响 二、变参信道的影响 变参信道又称时变信道，信道参数随时间而变。如天波、地波、视距传播、散射传播等。 第四节 信道特性对信号传输的影响 3、多径效应分析 设 为发射信号，经N条路径后 接收信号为