第4章信道2.ppt
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通通信信原原理理第四章第四章信道信道内容回顾信源信源编编码码器器调调制制器器发发送送器器媒媒介介接接收收器器解解调调器器译译码码器器信宿信宿调制信道调制信道编码信道编码信道22第四章第四章信道信道恒参信道分析恒参信道特性：
恒参信道特性：
等效为一个线性时不变网络；等效为一个线性时不变网络；存在加性噪声；存在加性噪声；存在线性失真。
存在线性失真。
33第四章第四章信道信道理想恒参信道特性信号无失真传输的概念：
信号无失真传输的概念：
信号输入、输出波形无变化；信号输入、输出波形无变化；只有信号幅度大小和出现时间先后的不同。
只有信号幅度大小和出现时间先后的不同。
信号无失真传输的时域条件：
信号无失真传输的时域条件：
信号无失真传输的频域条件：
信号无失真传输的频域条件：
44第四章第四章信道信道常见恒参信道幅频特性o|H（）|k0B55第四章第四章信道信道幅频失真举例输入信号输入信号vvii（t）=sint+（t）=sint+sin3tsin3t通过图示特性通过图示特性的信道，求输出信号的信道，求输出信号vvoo（t（t）。
解：
解：
vvoo（t（t）=）=sint+sint+sin3tsin3to2|H（）|11/266第四章第四章信道信道幅频失真影响及改善措施影响：
影响：
对模拟信号传输影响比较大；对模拟信号传输影响比较大；对数字信号传输有一定影响。
对数字信号传输有一定影响。
改善措施：
改善措施：
在信道中加入线性补偿网络在信道中加入线性补偿网络（振幅均衡器振幅均衡器），使衰耗特性曲线变得平坦。
使衰耗特性曲线变得平坦。
均衡器均衡器77第四章第四章信道信道常见恒参信道相频特性理想特性理想特性（）00（）00理想特性理想特性88第四章第四章信道信道相频失真举例输入信号输入信号vvii（t）=sint+（t）=sint+sin3tsin3t通过图示特性通过图示特性的信道，求输出信号的信道，求输出信号vvoo（t（t）。
解：
解：
vvii（t）=（t）=sin3t-sintsin3t-sintoo11（）22223399第四章第四章信道信道相频失真影响及改善措施影响：
影响：
相位频率失真对模拟语音通信影响不大；相位频率失真对模拟语音通信影响不大；对数字信号传输有较大影响，造成码间串扰。
对数字信号传输有较大影响，造成码间串扰。
改善措施：
改善措施：
加入相位均衡器，对相频特性的非线性进行加入相位均衡器，对相频特性的非线性进行校正，使信道的相频特性在信号频谱范围内校正，使信道的相频特性在信号频谱范围内保持线性。
保持线性。
1010第四章第四章信道信道非线性失真频率偏移：
频率偏移：
输入信号的频谱产生输入信号的频谱产生平移；平移；由信道中接收端解调由信道中接收端解调载频与发送端调制载载频与发送端调制载频之间频之间偏差偏差造成的。
造成的。
相位抖动：
相位抖动：
对信号产生附加调制；对信号产生附加调制；由调制和解调载频由调制和解调载频不不稳定稳定造成的，相位抖造成的，相位抖动相当在发送信号上动相当在发送信号上附加一个小指数的调附加一个小指数的调频。
频。
非线性畸变：
非线性畸变：
使信号产生新的谐波分量；使信号产生新的谐波分量；由信道中元器件的振幅特性由信道中元器件的振幅特性非线性非线性引起的，造成谐波引起的，造成谐波失真及若干寄生频率等。
失真及若干寄生频率等。
1111第四章第四章信道信道两种失真对比线性失真：
线性失真：
包括频率失真和相包括频率失真和相位失真；位失真；可用线性补偿网络可用线性补偿网络纠正。
纠正。
非线性失真：
非线性失真：
包括非线性畸变、包括非线性畸变、频率偏移以及相位频率偏移以及相位抖动等；抖动等；难以消除，可通过难以消除，可通过系统设计降低。
系统设计降低。
1212第四章第四章信道信道随参信道分析随参信道特性：
随参信道特性：
对信号的对信号的衰耗衰耗随时间随机变化；随时间随机变化；信号传输的信号传输的时延时延随时间随机变化；随时间随机变化；存在存在多径效应多径效应。
信号经过几条路径到达接收端；信号经过几条路径到达接收端；每条路径的长度（时延）和衰减都随时间而变。
每条路径的长度（时延）和衰减都随时间而变。
1313第四章第四章信道信道多径效应设发射信号为设发射信号为AcosAcos00tt，经过经过nn条路径传播到达接条路径传播到达接收端，则接收信号收端，则接收信号RR（tt）为：
为：
RR（tt）由互相正交的两个分量组成。
由互相正交的两个分量组成。
这两个分量的振幅是缓慢随机变化的。
这两个分量的振幅是缓慢随机变化的。
1414第四章第四章信道信道多径传播的影响从波形上看：
从波形上看：
多径传播的结果使确定的多径传播的结果使确定的载波信号变成了包络和相载波信号变成了包络和相位受到调制的窄带信号；位受到调制的窄带信号；即即快衰落信号快衰落信号。
从频谱上看：
从频谱上看：
多径传输引起多径传输引起频率弥散频率弥散；由单个频率变成了一个窄由单个频率变成了一个窄带频谱。
带频谱。
信号的包络服从瑞利分布律，通常称之为信号的包络服从瑞利分布律，通常称之为瑞利型衰落瑞利型衰落。
1515第四章第四章信道信道多径传播简化讨论设发射信号为设发射信号为f（tf（t），仅有两条传播路径，且路径衰减相，仅有两条传播路径，且路径衰减相同，时延不同，其中同，时延不同，其中AA为传播衰减，为传播衰减，00为第一条路径的时为第一条路径的时延，延，为为两条路径的时延差。
求此多径信道的传输函数。
两条路径的时延差。
求此多径信道的传输函数。
1616第四章第四章信道信道简化结果分析1717第四章第四章信道信道相关带宽定义：
相关带宽定义：
相关带宽1/1/mm。
mm为多径中最大的相对时延差。
为多径中最大的相对时延差。
1818第四章第四章信道信道接收信号的分类确知信号：
确知信号：
接收端能够准确知道其码元波形的信号。
接收端能够准确知道其码元波形的信号。
随相信号：
随相信号：
接收信号的相位随机变化。
接收信号的相位随机变化。
起伏信号：
起伏信号：
接收信号的包络随机起伏、相位随机变化。
接收信号的包络随机起伏、相位随机变化。
1919第四章第四章信道信道随参信道特性改善常用的抗信号衰落技术措施：
常用的抗信号衰落技术措施：
调制解调技术调制解调技术扩频技术扩频技术功率控制技术功率控制技术与交织结合的差错控制技术与交织结合的差错控制技术分集接收技术分集接收技术2020第四章第四章信道信道分集接收定义：
定义：
利用不同路径、不同频率、不同电波到达角、不同时利用不同路径、不同频率、不同电波到达角、不同时间和不同极化等方式去接收载有同一信息的信号；间和不同极化等方式去接收载有同一信息的信号；再将这些信号分量按某种原则加以合并。
再将这些信号分量按某种原则加以合并。
技术实质：
技术实质：
信号的信号的分散接收分散接收与与合并输出合并输出。
主要问题：
主要问题：
获得同一信号的多个彼此不相关的接收信号；获得同一信号的多个彼此不相关的接收信号；有效利用所接收到的各支路信号，采取妥善的方式将有效利用所接收到的各支路信号，采取妥善的方式将它们合并。
它们合并。
2121第四章第四章信道信道分散接收的分类时间分集：
时间分集：
将同一信号在不同的时间将同一信号在不同的时间区间多次重发；区间多次重发；各发送时间间隔足够大。
各发送时间间隔足够大。
角度分集：
角度分集：
天线波束指向不同。
天线波束指向不同。
空间分集：
空间分集：
在接收端架设几副天线；在接收端架设几副天线；各天线要有足够的间距；各天线要有足够的间距；一般在一般在100100个波长以上。
个波长以上。
频率分集：
频率分集：
采用多个具有一定间隔的采用多个具有一定间隔的频率同时发送和接收同一频率同时发送和接收同一信息。
信息。
极化分集：
极化分集：
分别发送和接收水平极化分别发送和接收水平极化和垂直极化波。
和垂直极化波。
2222第四章第四章信道信道合并输出的分类等增益相加式：
等增益相加式：
将几个分散信号以相将几个分散信号以相同的支路增益进行直同的支路增益进行直接相加；接相加；相加后的信号作为接相加后的信号作为接收信号。
收信号。
最大比值相加式：
最大比值相加式：
控制各支路增益，使控制各支路增益，使它们分别与本支路的它们分别与本支路的信噪比成正比；信噪比成正比；然后再相加获得接收然后再相加获得接收信号。
信号。
最佳选择式：
最佳选择式：
从几个分散信号中设法选择其中信噪比最好的一个作从几个分散信号中设法选择其中信噪比最好的一个作为接收信号。
为接收信号。
2323第四章第四章信道信道信道中的噪声噪声的定义：
噪声的定义：
信道中存在的不需要的电信号；信道中存在的不需要的电信号；又称加性干扰。
又称加性干扰。
噪声的分类：
噪声的分类：
来源：
人为噪声、自然噪声、内部噪声；来源：
人为噪声、自然噪声、内部噪声；性质：
脉冲噪声、窄带噪声、起伏噪声。
性质：
脉冲噪声、窄带噪声、起伏噪声。
2424第四章第四章信道信道人为噪声和自然噪声人为噪声人为噪声定义：
定义：
源于无关的其他信源于无关的其他信号源。
号源。
人为噪声人为噪声实例：
实例：
外台信号；外台信号；开关接触噪声；开关接触噪声；工业的点火辐射；工业的点火辐射；荧光灯干扰等。
荧光灯干扰等。
自然噪声自然噪声定义：
定义：
源于自然界存在的源于自然界存在的各种电磁波源。
各种电磁波源。
自然噪声自然噪声实例：
实例：
闪闪电；电；大气中的电暴；大气中的电暴；银河系噪声及其他银河系噪声及其他各种宇宙噪声等。
各种宇宙噪声等。
2525第四章第四章信道信道内部噪声定义：
定义：
源于系统设备本身产生的各种噪声。
源于系统设备本身产生的各种噪声。
实例：
实例：
在电阻一类的导体中自由电子的热运动，常在电阻一类的导体中自由电子的热运动，常称为热噪声；称为热噪声；真空管中电子的起伏发射和半导体中载流子真空管中电子的起伏发射和半导体中载流子的起伏变化，常称为散弹噪声；的起伏变化，常称为散弹噪声；电源哼声等。
电源哼声等。
2626第四章第四章信道信道脉冲噪声定义：
定义：
突发的脉冲幅度大，持续时间短，相邻突发突发的脉冲幅度大，持续时间短，相邻突发脉冲之间有较长的安静时段；脉冲之间有较长的安静时段；从频谱上看，有较宽的频谱，频率越高，频从频谱上看，有较宽的频谱，频率越高，频谱强度就越小谱强度就越小。
实例：
实例：
工业上的点火辐射、闪电及偶然的碰撞和电工业上的点火辐射、闪电及偶然的碰撞和电气开关通断等。
气开关通断等。
2727第四章第四章信道信道窄带噪声定义：
定义：
来自相邻电台或其他电子设备；来自相邻电台或其他电子设备；其频谱或频率位置通常是确知或可测知的；其频谱或频率位置通常是确知或可测知的；可以看作是一种非所需的连续的已调正弦波。
可以看作是一种非所需的连续的已调正弦波。
实例：
实例：
其他电台信号。
其他电台信号。
2828第四章第四章信道信道起伏噪声定义：
定义：
遍布在时域内和频域内的随机噪声。
遍布在时域内和频域内的随机噪声。
分类：
分类：
热噪声：
由电阻等导体中自由电子的布朗运动引起的热噪声：
由电阻等导体中自由电子的布朗运动引起的噪声，服从噪声，服从高斯高斯分布。
分布。
散弹噪声：
由真空电子管和半导体器件中电子发射的散弹噪声：
由真空电子管和半导体器件中电子发射的不均匀性引起的，服从不均匀性引起的，服从高斯高斯分布。
分布。
宇宙噪声：
天体辐射波对接收机形成的噪声，服从宇宙噪声：
天体辐射波对接收机形成的噪声，服从高高斯斯分布，在一般频率范围内具有平均的功率谱密度。
分布，在一般频率范围内具有平均的功率谱密度。
a=+/-2，=0.8/1.22929第四章第四章信道信道高斯白噪声带限白噪声：
带限白噪声：
经过接收机带通滤波器过滤的热噪声。
经过接收机带通滤波器过滤的热噪声。
3030第四章第四章信道信道窄带高斯白噪声窄带高斯噪声：
窄带高斯噪声：
滤波器是一种线性电路；滤波器是一种线性电路；高斯过程通过线性电路后，仍为一高斯过程。
高斯过程通过线性电路后，仍为一高斯过程。
窄带高斯噪声功率：
窄带高斯噪声功率：
噪声等效带宽：
噪声等效带宽：
3131第四章第四章信道信道小结恒参信道特性：
恒
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