通信原理第7版第4章PPT课件(樊昌信版)PPT文档格式.ppt
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约1060kml电离层：
约60400kmn地球大气层的结构：
西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜r地波地波ground-wave频率：
2MHz特性：
有绕射能力距离：
数百或数千米用于：
AM广播传播路径地波传播方式地波传播方式传播路径天波传播方式天波传播方式无线信道n电磁波的传播方式：
r天波天波sky-wave频率：
230MHz特性：
被电离层反射距离：
30MHz特性：
直线传播、穿透电离层用途：
卫星和外太空通信超短波及微波通信距离：
与天线高度有关r视线传播视线传播line-of-sight无线信道D为收发天线间距离（km）设收发天线的架设设收发天线的架设高度均为高度均为40m，则最，则最远通信距离为：
远通信距离为：
D=44.7km例如西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜u微波中继（微波接力）u卫星中继（静止卫星、移动卫星）u平流层通信西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜无线信道u微波中继微波中继西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜无线信道u卫星中继卫星中继地面站地面站地球西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜对流层散射通信对流层散射通信地球有效散射区域有效散射区域无线信道r散射通信散射通信西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜流星余迹流星余迹无线信道r流星余迹散射流星余迹散射特性:
高度80120km，长度1540km存留时间：
小于1秒至几分钟频率:
30100MHz距离:
1000km以上用途:
低速存储、高速突发、断续传输西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜有线信道4.2明线对称电缆同轴电缆光纤西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜1880年纽约街貌年纽约街貌n明线明线西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜屏蔽双绞线（STP）（可减少噪声干扰）非屏蔽双绞线（UTP）（便宜、易弯曲、易安装）由多对双绞线组成有线信道n对称电缆对称电缆西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜有线信道n同轴电缆同轴电缆西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜宽带宽带（射频）同轴电缆：
同轴电缆：
l75，用于传输模拟信号l多用于有线电视（CATV）系统l传输距离可达几十千米基带基带同轴电缆同轴电缆：
l50，多用于数字基带传输l速率可达10Mb/sl传输距离几千米有线信道西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜单模阶跃折射率光纤单模阶跃折射率光纤光纤结构示意图结构：
l纤芯l包层按折射率分类：
l阶跃型l梯度型按模式分类：
l多模光纤l单模光纤有线信道n光纤光纤西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜缺点缺点应用应用优点优点有线信道西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜信道数学模型4.3西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜n模型模型：
l有一对（或多对）输入端和输出端l大多数信道都满足线性叠加原理l对信号有固定或时变的延迟和损耗l无信号输入时，仍可能有输出（噪声）n共性共性：
叠加有噪声的线性时变/时不变网络：
4.3.1调制信道模型西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜n入出关系入出关系：
曹丽娜u不同的物理信道具有不同的特性C（）=常数（可取1）加性高斯白噪声信道模型西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜+=1二进制二进制无记忆无记忆编码信道编码信道模型模型可用转移概率来描述。
+=1P（0/0）P（1/1）正确P（1/0）P（0/1）错误n模型模型：
4.3.2编码信道模型西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜01233210接收端发送端四进制四进制无记忆无记忆编码信道编码信道西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜恒参/随参信道特性对信号传输的影响4.4西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜l特点：
传输特性随时间缓变或不变。
l举例：
各种有线信道、卫星信道1.传输特性传输特性幅频特性相频特性线性时不变系统n恒参信道特性及其对信号传输的影响2.无失真传输无失真传输西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜恒参信道群迟延特性幅频特性相频特性西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜若输入信号为s（t），则理想恒参信道的输出:
恒参信道固定的迟延固定的衰减这种情况称为无失真传输u理想恒参信道的冲激响应:
曹丽娜3.失真失真影响影响措施措施恒参信道群迟延失真:
u幅频失真幅频失真：
u相频失真相频失真：
相邻码元之间发生重叠西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜相频特性典型音频电话信道:
幅度衰减特性群迟延频率特性恒参信道西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜指传输特性随时间随机快变的信道。
n随参信道特性及其对信号传输的影响l短波电离层反射信道西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜随参信道l衰减随时间变化l时延随时间变化l多径传播多径传播示意图：
曹丽娜3.多径效应多径效应第i条路径接收信号振幅经过nn条路径条路径传播（各路径有时变时变的衰落衰落和传输时延），时延），且经过各条路径到达接收端的信号相互独立多经传播的影响传输时延则接收信号接收信号为设发送发送信号为幅度恒定频率单一西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜根据概率论中心极限定理：
当n足够大时，x（t）和y（t）趋于正态分布。
同相正交形式包络相位形式瑞利瑞利分布分布均匀均匀分布分布多径效应包络相位随机缓变的窄带信号西安电子科技大学西安电子科技大学通院通院西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜波形发送信号接收信号频谱结论结论西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜我们更关心的问题：
多径效应西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜多径效应传输衰减均为K传输时延分别为1和2发射信号接收信号设两条路径的信道为f（t）fo（t）=Kf（t-1）+Kf（t-2）信道传输函数fo（t）=2-1相对时延差则接收信号为常数衰减因子确定的传输时延因子与信号频率有关的复因子西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜u信道对信号不同的频率成分，将有不同的衰减。
频率选择性衰落频率选择性衰落如何减小如何减小？
信道幅频特性频选衰落的含义：
信道对不同f的信号分量的衰减大小不同，且随时间变化.西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜u信道相关带宽：
定义为定义为相邻传输零点的频率间隔相邻传输零点的频率间隔，工程经验公式：
4.减小频率选择性衰落的措施ff1/u应使信号带宽Bs（1/31/5）fu数字信号的码元宽度:
Ts（35）RBmmBsf西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜归纳n随参信道特性n多径效应n减小衰落的措施西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜信道噪声4.5西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜1.何谓何谓噪声噪声n按噪声来来源源2.噪声类型噪声类型人为噪声自然噪声内部噪声（如热噪声）脉冲噪声窄带/单频噪声起伏噪声（热噪声、散弹噪声和宇宙噪声）起伏噪声n按噪声性性质质西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜热噪声：
式中k=1.3810-23（J/K）波兹曼常数T热力学温度（K）R阻值（）B带宽（Hz）热噪声电压有效值：
曹丽娜归纳nn信道加性噪声信道加性噪声n（t）:
n（t）:
l代表：
起伏噪声（热噪声等）l性质：
高斯白噪声ln（t）BPF窄带高斯噪声西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜l平均功率：
l噪声等效带宽：
l功率谱：
噪声等效带宽Pn（f）接收滤波器特性通过通过宽度度为Bn的矩形滤波器的噪声功率的矩形滤波器的噪声功率=通过实际接收滤波器的噪声功率。
通过实际接收滤波器的噪声功率。
物理意义nn窄带高斯噪声窄带高斯噪声:
Pn（f0）西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院课件制作：
曹丽娜信道容量4.6西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通信工程学院指信道能够无差错传输时的最大平均信息速率西安电子科技大学西安电子科技大学通信工程学院通
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