新信道与噪声.ppt

2.1.1信道的定义
信道，通俗地说，是指以传输媒介(质)为基础的信号通路。
具体地说，信道是指由有线或无线电线路提供的信号通路；
抽象地说，信道是指定的一段频带，它让信号通过，同时又给信号以限制和损害。信道的作用是传输信号。
2.1.2信道的分类狭义信道通常按具体媒介的不同类型可分为有线信道和无线信道。所谓有线信道是指传输媒介为明线、对称电缆、同轴电缆、光缆及波导等一类能够看得见的媒介。

无线信道的传输媒质比较多，它包括短波电离层、对流层散射等。可以这样认为，凡不属有线信道的媒质均为无线信道的媒质。

广义信道通常也可分成两种，调制信道和编码信道。
调制信道是从研究调制与解调的基本问题出发而构成的，它的范围是从调制器输出端到解调器输入端
调制信道常常用在模拟通信中。

图2-1调制信道与编码信道实际上信道均是变参信道。如短波经空间电离层传播，电离层早晚变化，但是随时间变化很慢，而无线电波传播很快，可近似认为是恒参信道。

信道有多径效应，有衰落现象。2.1.3信道的模型图2-2调制信道模型对于二对端的信道模型来说，它的输入和输出之间的关系式可表示成由于f［ei(t)］形式是个高度概括的结果，为了进一步理解信道对信号的影响，我们把f［ei(t)］设想成为形式k(t)·ei(t)。若乘性因子K(t)不随时间变化或基本不随时间变化，则是恒参信道。若乘性因子K(t)是随机快变化的,则是随参信道。
信道上有加性噪声，如高斯白噪声。
一般情况下，人们认为有线信道绝大部分为恒参信道，而无线信道多为变参信道。2.编码信道在这个模型里，把P(0/0)、P(1/0)、P(0/1)、P(1/1)称为信道转移概率，具体地把P(0/0)和P(1/1)称为正确转移概率，而把P(1/0)和P(0/1)称为错误转移概率。根据概率性质可知2.2恒参信道及其对所传信号的影响恒参信道等效一个非时变线性网络 信道可用传函表示1、理想信道2、非理想信道

即幅频特性不是常数，相频特性为非线性。

原理上，只要得到信道网络的传输特性，则利用信号通过线性系统的分析方法，可计算出调制信号通过恒参信道后的变化规律。图2-4典型音频电话信道的相对衰耗2.2.2相位—频率畸变(群迟延畸变)信道的相位—频率特性还经常采用群迟延—频率特性来衡量。所谓群迟延—频率特性，它被定义为相位—频率特性的导数，即若相位—频率特性用φ(ω)表示，则群迟延—频率特性(通常称为群迟延畸变或群迟延)τ(ω)为图2-5理想的群迟延特性图2-6典型电话信道的群迟延特性图2-7相移失真前后的波形比较2.2.3减小畸变的措施恒参信道举例
恒参信道是指由架空明线，电缆，中长波地波传播，超短波及微波视距传播，人造卫星中继，光导纤维以及光波视距传播等传输媒介构成的信道。
三种有线电信道：
明线－－平行而相互绝缘的架空裸线线路。与电缆相比，传输损耗低，但对外界噪声敏感。目前已被电缆代替。
对称电缆－－在同一保护套内有许多对相互绝缘的双导线的传输媒质。传输损耗比明线大得多，但传输特性比较稳定。
同轴电缆－－由同轴的两个导体构成。有小同轴电缆（外导体内径4.4mm，内导体外径1.2mm）、中同轴电缆（外导体内径9.5mm，内导体外径2.6mm）。特性阻抗近似为75欧。三种有线电信道性能 光纤信道：以光纤为传输媒质、光波为载波的光纤信道，可提供极大的传输容量。
光纤具有损耗低、频带宽、线径细、重量轻、可弯曲半径小、不怕腐蚀、节省有色金属以及不受电磁干扰等特点。目前，高纯度的石英玻璃光纤，在长波段（即波长1.35úm与1.5úm附近），其损耗可低至0.2dB/km以下）。
单模光纤（光纤中只能传输一种光波的模式）中不存在模式色散（色散指信号的群速度随频率或模式不同而引起的信号失真现象）；多模光纤中，非均匀光纤色散比均匀光纤小得多，这是因为非均匀光纤采用了合理的折射指数分布，均衡了模式色散的缘故。
无线电视距中继
指工作频率在超短波和微波波段时，电磁波基本上沿视线传播，通信距离依靠中继反复是延伸的无线电线路。无线电视距中继
相邻中继距离一般为40～50公里。主要用于长途干线、移动通信网及某些数据收集（如水文、气象数据的测报）系统中。
具有传输容量大、发射功率小、通信稳定可靠，和同轴电缆相比，可以节省有色金属等优点，被广泛用于传输多路电话及电视。
微波中继信道
微波频段的频率范围一般在几百兆赫至几十吉赫，其传输特点是在自由空间沿视距传输。由于受地形和天线高度的限制，两点间的传输距离一般为30~50km，当进行长距离通信时，需要在中间建立多个中继站，如图3-10所示。
在微波中继通信系统中，为了提高频谱利用率和减小射频波道间或邻近路由的传输信道间的干扰，需要合理设计射频波道频率