通信原理-第3章
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通信原理ppt课件——第三章
输出信号
两条路径信道模型
34
频域表示 信道传输函数为
35
信道幅频特性为
若两条路径的相对时 延差 固定，则信 道的幅频特性为：
36
若两条路径的相对时延差相对时延
差
是随机参量 ，则信道的幅
频特性为：
多径传播信道的相关带宽 ——信道传输特性相邻两个零点之间的频率间隔
信道最大多径时延差
37
• 如果信号的频谱比相关带宽宽，则会产生严重的频率 选择性衰落，为了减少频率选择性衰落，就应使信号 的频谱小于相关带宽（通常选择信号带宽为相关带宽 的1/3~1/5）
（噪声）。
根据以上几条性质，调制 信道可以用一个二端口线 性时变网络来表示，该网 络称为调制信道模型：
调制信道模型
4
二端口的调制信道模型，其输出与输入的关系有
一般情况下，
可以表示为信道单位冲激响应c(t)与输入
பைடு நூலகம்
信号的卷积， c(t)的傅里叶变换C(w)是信道传输函数：
或
可看成是乘性干扰
根据信道传输函数 的时变特性的不同，将物理信道分为
21
➢自由空间传播 ——当移动台和基站天线在视距范围之内，这时
电波传播的主要方式是直射波，其传播可以按自由 空间传播来分析。
设发射机输入给天线功率为 (W)，则接收天线 上获得的功率为
22
自由空间传播损耗定义为 当发射天线增益和接收天线增益都等于1时
用 dB可表示为
自由空间传播损耗与距离d的平 方成正比，距离越远损耗越大
发送信号
单一频率正弦波
陆地移动多径传播
多径信道一共有n条路径，各条 路径具有时变衰耗和时变传输 时延且各条路径到达接收端的 信号相互独立，则接收端接收 到的合成波为
通信原理第三章
式中， 是m ( t )的希尔m伯特( t变) 换。
（3.2-24）
为更好地理解单边带信号，这里有必要简要叙述希尔伯特变换的概念及其性质。 （2）、希尔伯特变换
设f(t)为实函数，称
为f(1t)的希尔伯f (特变)d换，记为 t
31
32
33
图3-11 相移法形成SSB信号
34
35
36
Байду номын сангаас
• 2、小信噪比情况
• 所谓小信噪比是指噪声幅度远大于信号幅度。在此情况下，包络检波器会把 有用信号扰乱成噪声，即有用信号“淹没”在噪声中，这种现象通常称为门 限效应。进一步说，所谓门限效应，就是当包络检波器的输入信噪比降低到 一个特定的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的一种现象。
• 小信噪比输入时，包络检波器输出信噪比计算很复杂，而且详细计算它一般 也无必要。根据实践及有关资料可近似认为
1 2
f2 (t)
综上所述，可以确定
， c1(t)cos0t c2(t)sin0t
53
3.4线性调制系统的抗噪声性能分析
• 3.4.1抗噪声性能的分析模型
• 各种线性已调信号在传输过程中不可避免地要受到噪声的干扰，为了讨论问 题的简单起见，我们这里只研究加性噪声对信号的影响。因此，接收端收到 的信号是发送信号与加性噪声之和。
1
3.1 引言
2
• 调制在通信系统中具有十分重要的作用。一方面，通过调制可以把基带信号 的频谱搬移到所希望的位置上去，从而将调制信号转换成适合于信道传输或 便于信道多路复用的已调信号。另一方面，通过调制可以提高信号通过信道 传输时的抗干扰能力，同时，它还和传输效率有关。具体地讲，不同的调制 方式产生的已调信号的带宽不同，因此调制影响传输带宽的利用率。可见， 调制方式往往决定一个通信系统的性能。
通信原理第3章模拟调制技术
VS
高数据速率的调制技术
随着数据业务需求的爆炸式增长，高数据 速率的模拟调制技术成为研究热点。例如， QAM（Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制）是一种常见 的高阶调制方式，通过增加星座点和调制 阶数，可以实现更高的数据传输速率。此 外，还有偏置QPSK、非线性调制等调制技 术，旨在提高频谱效率和数据传输速率。
通过调制将低频的模拟信号转换为高 频信号，以实现信号的远距离传输和 无线传输。
模拟调制技术的应用场景
广播通信
利用调频（FM）或调相（PM）技术， 将音频信号调制到载波上，实现广播 节目的传输。
电视信号传输
无线通信
在无线通信中，模拟调制技术被广泛 应用于移动通信、无线局域网 （WLAN）、无线广域网（WWAN） 等领域，以实现信号的无线传输。
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感谢您的观看
调频的缺点
占用带宽较宽，频带利用率较低。
调相的缺点
抗干扰能力较弱，对相位失真敏感，需要高 精度的相位控制系统。
03 模拟调制技术的分类
线性调制技术
01
调频（FM）
02
调相（PM）
03
调相而振幅不变（APM）
04
线性调制技术的特点：调制信号对载波的振幅、频率、相位同时进行 调制，使载波的振幅随调制信号的瞬时值呈线性变化。
软件定义无线电与模拟调制
软件定义无线电是一种新型的无线通信架构，通过软件编程的方式实现无线电功能的灵活配置和动态调整。在模 拟调制领域，软件定义无线电技术为调制方式的快速切换和自适应调整提供了可能。通过实时调整调制参数和算 法，可以根据信道状态和传输需求自适应地优化调制方案，提高通信系统的适应性。
通信原理第三章答案
通信原理第三章答案在通信原理的学习中，第三章是非常重要的一部分，它涉及到了很多与通信相关的基础知识和原理。
在这一章节中，我们将学习到很多关于信号传输、调制解调、数字通信等方面的知识。
下面，我将对第三章的一些重要问题进行解答，希望能够帮助大家更好地理解这一部分内容。
1. 什么是信号传输？它的作用是什么？信号传输是指将信息从一个地方传送到另一个地方的过程。
在通信系统中，信号传输是非常重要的，它可以帮助我们实现信息的传递和交流。
通过信号传输，我们可以将声音、图像、数据等信息传送到远方，实现远程通信。
2. 什么是调制解调？它的作用是什么？调制解调是指将原始信号转换成适合在信道上传输的信号，以及将接收到的信号转换成原始信号的过程。
调制是为了适应信道的特性，使信号能够有效地在信道上传输；解调则是为了将接收到的信号转换成原始信号，以便我们能够正确地接收和理解信息。
3. 数字通信和模拟通信有什么区别？数字通信和模拟通信是两种不同的通信方式。
在模拟通信中，信号是连续变化的，它可以表示成无限个可能的数值；而在数字通信中，信号是离散的，它只能表示成有限个可能的数值。
数字通信具有抗干扰能力强、传输质量稳定等优点，而模拟通信则更适合传输连续变化的信号。
4. 为什么要进行信号调制？信号调制是为了适应不同信道的特性，使信号能够有效地在信道上传输。
不同的信道具有不同的传输特性，通过调制可以使信号更好地适应这些特性，提高信号的传输质量和可靠性。
5. 什么是码元和波特？码元是数字通信中的基本单位，它是表示数字信号的最小时间间隔。
波特是衡量数据传输速率的单位，它表示每秒传输的码元数。
在数字通信中，码元和波特是非常重要的概念，它们直接影响着数据传输的速率和效率。
通过以上问题的解答，我们对通信原理第三章的内容有了更深入的理解。
希望大家能够通过学习，掌握这些重要的知识点，为以后的通信技术应用打下坚实的基础。
同时，也希望大家能够在学习过程中多加思考，多进行实践，进一步提高自己的理论水平和实践能力。
通信原理教程3-随机过程
X (t1 ) 和 X (t2 ) 分别是在时刻
t1 、 t 2 观察X(t)
得到的两个随机变量。自相关函数表示在两个时 刻对同一个随机过程抽样的两个随机值的相关程 度。
平稳随机过程
平稳随机过程的定义：
统计特性与时间起点无关的随机过程。 所谓平稳随机过程，是指它的统计特性不随时间的推移 而变化。 设随机过程{Ｘ(t)，t∈T},若对于任意n和任意选定t1 ＜t2＜…＜tn, tk∈T， k=1, 2, …, n，以及h为任意值，且 x1, x2, …, xn∈R，有
随机过程的统计特性
随机过程的统计特性用分布函数、概率密度函数或数字 特征来描述。 设X(t)表示一个随机过程，在任意给定的时刻t1∈T， 其 取值X(t1)是一个一维随机变量。而随机变量的统计特性可以 用分布函数或概率密度函数来描述。我们把随机变量X(t1)小 于或等于某一数值x1 的概率P［X(t1)≤x1 ］，简记为FX(x1, t1)， 即 FX(x1,t1)=P［X(t1)≤x1］
E[ ST j d
R( ) PX ( f )e
j
df
上式表明，PX(f )和R( )是一对傅里叶变换：
PX(f
)的性质：
PX(f ) 0, 并且PX(f )是实函数。 PX(f ) ＝PX(-f )，即PX(f )是偶函数。
【例】某随机相位余弦波X(t)=Acos(ωc t+θ)， 其中A和ωc均为常数，θ是在(0, 2π)内均匀分 布的随机变量。 （1） 求X(t)的自相关函数与功率谱密度； （2） 讨论X(t)是否具有各态历经性。
解 (1) 先考察ξ(t)是否广义平稳。 X(t)的数学期望为
t1 、 t 2 观察X(t)
得到的两个随机变量。自相关函数表示在两个时 刻对同一个随机过程抽样的两个随机值的相关程 度。
平稳随机过程
平稳随机过程的定义：
统计特性与时间起点无关的随机过程。 所谓平稳随机过程，是指它的统计特性不随时间的推移 而变化。 设随机过程{Ｘ(t)，t∈T},若对于任意n和任意选定t1 ＜t2＜…＜tn, tk∈T， k=1, 2, …, n，以及h为任意值，且 x1, x2, …, xn∈R，有
随机过程的统计特性
随机过程的统计特性用分布函数、概率密度函数或数字 特征来描述。 设X(t)表示一个随机过程，在任意给定的时刻t1∈T， 其 取值X(t1)是一个一维随机变量。而随机变量的统计特性可以 用分布函数或概率密度函数来描述。我们把随机变量X(t1)小 于或等于某一数值x1 的概率P［X(t1)≤x1 ］，简记为FX(x1, t1)， 即 FX(x1,t1)=P［X(t1)≤x1］
E[ ST j d
R( ) PX ( f )e
j
df
上式表明，PX(f )和R( )是一对傅里叶变换：
PX(f
)的性质：
PX(f ) 0, 并且PX(f )是实函数。 PX(f ) ＝PX(-f )，即PX(f )是偶函数。
【例】某随机相位余弦波X(t)=Acos(ωc t+θ)， 其中A和ωc均为常数，θ是在(0, 2π)内均匀分 布的随机变量。 （1） 求X(t)的自相关函数与功率谱密度； （2） 讨论X(t)是否具有各态历经性。
解 (1) 先考察ξ(t)是否广义平稳。 X(t)的数学期望为
通信原理第三章 ppt课件
制。 5）模拟调制：用来自信源的基带模拟信号去调
制某载波的过程 。
通信原理第三章
3、调制的作用
★（1）将基带信号变成适合在信道中传输 的已调信号
★（2）实现信道的多路复用 （3）改善系统的抗噪声性能 （4）改变信号占用的带宽
通信原理第三章
4、调制的分类
连续波调制 （载波为正弦波）
振幅调制（AM, DSB ,SSB,VSB) 模拟调制 频率调制（FM )
（1）最直接的方法——滤波法：
将不含直流分量的基带信号m(t)和载波信号经乘法器后 得到双边带信号DSB，再通过一个单边带滤波器就得 到需要的单边带SSB信号。
m(t )
h (t )
S SSB ( t )
A cos c t
单边带调制 通信原的理第一三章般模型
单边带调制（SSB）的一般模 型
从图中看，SSB与DSB好象没什么不同， 但两者的h(t) 不同。DSB 的h(t) 要求保 留两个边带信号；而SSB 的h(t)只要求 保留一个而且只能保留一个边带信号。
1 2
t
－ c
0
通信原理第三章
A0
c
调幅AM信号
由图可见： （1）波形包络与输入基带信号m(t)成正比 （2）频谱具有上、下对称的两个边带 （3）频谱中心含离散载频分量，它并不携带信息 （4）要使调幅波的包络波形与基带信号波形相同， 则一定要满足两个条件： a、对所有的t的值|m(t)|max≤ A0，否则会过调制 b、载波频率必须高于基带信号的最高频率
线性调制器的一般模型
输出信号的一般表达式：
时域： s m ( t ) m ( t ) A co 0 t h ( s t )
且 m(t) M()
制某载波的过程 。
通信原理第三章
3、调制的作用
★（1）将基带信号变成适合在信道中传输 的已调信号
★（2）实现信道的多路复用 （3）改善系统的抗噪声性能 （4）改变信号占用的带宽
通信原理第三章
4、调制的分类
连续波调制 （载波为正弦波）
振幅调制（AM, DSB ,SSB,VSB) 模拟调制 频率调制（FM )
（1）最直接的方法——滤波法：
将不含直流分量的基带信号m(t)和载波信号经乘法器后 得到双边带信号DSB，再通过一个单边带滤波器就得 到需要的单边带SSB信号。
m(t )
h (t )
S SSB ( t )
A cos c t
单边带调制 通信原的理第一三章般模型
单边带调制（SSB）的一般模 型
从图中看，SSB与DSB好象没什么不同， 但两者的h(t) 不同。DSB 的h(t) 要求保 留两个边带信号；而SSB 的h(t)只要求 保留一个而且只能保留一个边带信号。
1 2
t
－ c
0
通信原理第三章
A0
c
调幅AM信号
由图可见： （1）波形包络与输入基带信号m(t)成正比 （2）频谱具有上、下对称的两个边带 （3）频谱中心含离散载频分量，它并不携带信息 （4）要使调幅波的包络波形与基带信号波形相同， 则一定要满足两个条件： a、对所有的t的值|m(t)|max≤ A0，否则会过调制 b、载波频率必须高于基带信号的最高频率
线性调制器的一般模型
输出信号的一般表达式：
时域： s m ( t ) m ( t ) A co 0 t h ( s t )
且 m(t) M()
通信原理第7版第3章PPT课件樊昌信版91706
)P
)
偶函数：P
(
(
Q&A
西安电子科技大学 通院
自相关函数的意义？作用？
功率谱密度的意义？作用？
课件制作：曹丽娜
例
解题 第1步：判断 (t )是否平稳，即求其统计平均值
思路：
若均值为常数，且自相关函数只与时间
间隔 有关， 则 (t ) 是广义平稳的。
第2步：求 (t ) 的时间平均值
意义：
注意：
含义：
§3.2.3 平稳过程的自相关函数
R
(
)
E
[
((
t
)(
t
)
]
重要性质：
2
(
0
)
E
[
(
t)
]
S
（1） R
---平均功率
2
2
(
)
E
[
()
t]
a
（2） R
---直流功率
(0
)R
(
) 2
（3） R
---交流功率（方差）
)
（4） R()R(
---偶函数
平稳、高斯
正交分量
s(t)
且 均值为0，方差也相同：
2 c2 s2
平均功率相同
并且 R (0) 0 互不相关
CS
∴统计独立
∵高斯
∵均值 0
§3.5.2 包络和相位的统计特性
借助结论1,根据关系：
按照推导思路：
推出结论2：
结论2
均值0 、方差
2
的平稳高斯窄带过程
)
偶函数：P
(
(
Q&A
西安电子科技大学 通院
自相关函数的意义？作用？
功率谱密度的意义？作用？
课件制作：曹丽娜
例
解题 第1步：判断 (t )是否平稳，即求其统计平均值
思路：
若均值为常数，且自相关函数只与时间
间隔 有关， 则 (t ) 是广义平稳的。
第2步：求 (t ) 的时间平均值
意义：
注意：
含义：
§3.2.3 平稳过程的自相关函数
R
(
)
E
[
((
t
)(
t
)
]
重要性质：
2
(
0
)
E
[
(
t)
]
S
（1） R
---平均功率
2
2
(
)
E
[
()
t]
a
（2） R
---直流功率
(0
)R
(
) 2
（3） R
---交流功率（方差）
)
（4） R()R(
---偶函数
平稳、高斯
正交分量
s(t)
且 均值为0，方差也相同：
2 c2 s2
平均功率相同
并且 R (0) 0 互不相关
CS
∴统计独立
∵高斯
∵均值 0
§3.5.2 包络和相位的统计特性
借助结论1,根据关系：
按照推导思路：
推出结论2：
结论2
均值0 、方差
2
的平稳高斯窄带过程
通信原理第3章图
第3章 模拟调制系统
第3章 模拟调制系统
3.1 信号的频谱搬移概述 3.2 线性调制原理 3.3 线性调制的抗噪声性能 3.4 非线性调制 3.5 模拟调制系统的性能比较 3.6 频分复用与多级调制
第3章 模拟调制系统
由于搬移是线性的，因此幅度调制通常又称为线 性调制 线性调制的一般模型 m(t) s m(t)
2 nc (t ) ns2 (t )
1 2
x (1 x) 1 , x 1 2
1 2
Anc (t ) n (t ) n (t )
2 c 2 s
nc (t ) n (t ) n (t )
2 c 2 s
m(t )
第3章 模拟调制系统
• 在小信噪比情况下，包络检波器会把有用信号 扰乱成噪声，这种现象通常称为“门限效应”： 指当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定 的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的 一种现象 • 该特定的输入信噪比被称为“门限”
• SFM(t) 带通限幅器 鉴频器 低通滤波器 m(t)
调频信号的解调方框图
第3章 模拟调制系统
3.6 频分复用(FDM)
• 频分复用（Frequency Division Multiplex） 是调制技术的典型应用，它通过对多路调 制信号进行不同载频的调制，使得多路信 号的频谱在同一个传输信道的频率特性中 互不重叠，从而完成在一个信道中同时传 输多路信号的目的。
第3章 模拟调制系统
3.4非线性调制(角度调制)的原理
一、非线性调制(角度调制)的原理 • DSB、AM、SSB和VSB都是幅度调制，即把欲传 送的信号调制到载波的幅值上。而我们知道一个 正弦型信号由幅度、频率和相位（初相）三要素 构成，既然幅度可以作为调制信号的载体，那么 其它两个要素（参量）是否也可以承载调制信号 呢？ • 这就是我们将要介绍的频率调制和相位调制，统 称为角度调制，这种调制是已调信号频谱与基带 信号频谱之间存在着非线性变换关系，所以称为 非线性调制
第3章 模拟调制系统
3.1 信号的频谱搬移概述 3.2 线性调制原理 3.3 线性调制的抗噪声性能 3.4 非线性调制 3.5 模拟调制系统的性能比较 3.6 频分复用与多级调制
第3章 模拟调制系统
由于搬移是线性的，因此幅度调制通常又称为线 性调制 线性调制的一般模型 m(t) s m(t)
2 nc (t ) ns2 (t )
1 2
x (1 x) 1 , x 1 2
1 2
Anc (t ) n (t ) n (t )
2 c 2 s
nc (t ) n (t ) n (t )
2 c 2 s
m(t )
第3章 模拟调制系统
• 在小信噪比情况下，包络检波器会把有用信号 扰乱成噪声，这种现象通常称为“门限效应”： 指当包络检波器的输入信噪比降低到一个特定 的数值后，检波器输出信噪比出现急剧恶化的 一种现象 • 该特定的输入信噪比被称为“门限”
• SFM(t) 带通限幅器 鉴频器 低通滤波器 m(t)
调频信号的解调方框图
第3章 模拟调制系统
3.6 频分复用(FDM)
• 频分复用（Frequency Division Multiplex） 是调制技术的典型应用，它通过对多路调 制信号进行不同载频的调制，使得多路信 号的频谱在同一个传输信道的频率特性中 互不重叠，从而完成在一个信道中同时传 输多路信号的目的。
第3章 模拟调制系统
3.4非线性调制(角度调制)的原理
一、非线性调制(角度调制)的原理 • DSB、AM、SSB和VSB都是幅度调制，即把欲传 送的信号调制到载波的幅值上。而我们知道一个 正弦型信号由幅度、频率和相位（初相）三要素 构成，既然幅度可以作为调制信号的载体，那么 其它两个要素（参量）是否也可以承载调制信号 呢？ • 这就是我们将要介绍的频率调制和相位调制，统 称为角度调制，这种调制是已调信号频谱与基带 信号频谱之间存在着非线性变换关系，所以称为 非线性调制
精品课件-通信系统原理-第3章
(3.1)
概率的取值范围为lim0~1n，C P(AP)=(0C的)事件A称为不可能事件， P(A)=1的事件A称为必N然事N件。
第3章 随机信号分析
3.2.2 复杂事件 复杂事件是指两个或两个以上简单事件构成的事件，并且
事件之间有一个相互关系问题。其基本关系大致有如下几种： (1) 事件相等：若事件A的发生必然导致事件B的发生，而
第3章 随机信号分析
虽然随机信号和噪声都具有不可预测的波形特点，但两者 的意义完全不同。随机信号的不可预测性是它携带信息的能力， 而噪声的不可预测性则是有害的，它将使有用信号受到污染。研 究发现，随机信号和噪声的统计特性有许多差异，因此可以利用 这种差异在某种程度上把信号从噪声中提取出来，并且尽量恢复 信号所携带的信息。
当随机变量X的取值个数是有限的或者可数无限个时，则 称它为离散随机变量，否则就称为连续随机变量，即可能的取 值充满某一有限或无限区间。
第3章 随机信号分析
1. 概率分布函数和概率密度函数
假设随机变量X可以取xi=x1，x2，x3，x4四个值，并且有 x1<x2<x3<x4，相应的概率为P(xi)或P(X=xi)，则有P(X≤x2)= P(x1)+P(x2)。用P(X≤x)定义的x的函数称为随机变量X的概率 分布函数，简称分布函数，记作F(x)，即
本章将在复习概率论基本概念的基础上，对随机信号和噪 声的数学模型即随机过程进行理论分析，然后用随机过程理论来 研究实际应用问题。
第3章 随机信号分析
3.2 随机事件与概率 3.2.1 事件和概率
在概率论中，把某次试验中可能发生的和可能不发生的事 件称为随机事件，简称事件。例如，二元数字序列的某一位的 取值就是一个随机事件。对随机现象进行的这种试验，称为随 机试验。
通信原理课件3
R(t)
络和相位受调制的窄带信号，
这种信号称为衰落信号，即
多径传播使信号产生瑞利型
t
衰落。
(2) (2) 从频谱上看：多径传播使 单一谱线变成了窄带频谱，
瑞利衰落（快衰落）
即多径传播引起了频率弥散。
f0 频率弥散
(2）频率选择性衰落 (P62)
---以两径传播为例分析
设信号经两路径到收端,且两路径具相同传输损耗V0和 一个相对时延差τ, 可用下线性网络表信道模型
第三章 信道
本章研究的主要内容：
1，信号在信道中的传输特性 2，信噪比SNR计算
序言
定义：信道是指以传输媒质为基础的信号通道。
信道:
逻辑信道-----如编码信道、调制信道和信息论中研究 的信道等
物理信道-----指连接发射机和接收机之间的信号通道
发射机
信道
(本章研究对象）
接收机
本章主要讨论物理信道！
理想信道：H(ω=ke-jωtd ，τ(ω)=-td
非理想信道:∣H(ω)∣≠k，τ(ω) ≠-ωtd
恒参信道举例
设某恒参信道的幅频特性为 H(ω)=［1+cosωT0］e jtd
其中，td为常数。试确定信号s(t)通过该信道 后的输出信号表示式，并讨论之。 解: H(ω)=［1+cosωT0］e jtd
h(t)=δ==(eet-jjttdtdd)+++1122δ(e(tej-j(ttdTd0+T+0T)e0+)j+12Tδ0 )e(tje-(tdtjTdt0d-) T0) 输出信号
td-sTo0()t)=s(t)*h(t)=s(t-td)+s(t-td+T0)+s(t-
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60 km
10 km 0 km
电离层
平流层 对流层 地面
电磁波传播：地波、天波、视距传播
电离层 60~600 km
地球
平流层
对流层 0~10 km
多径传播
多径传播：电波经由不同的路径到达接收点。 多径传播有以下几种形式:
(1) 电波从电离层的一次反射和多次反射； (2) 电离层反射区高度所形成的细多径； (3) 地球磁场引起的寻常波和非寻常波； (4) 电离层不均匀性引起的散射现象。
概念：双绞线由两根彼此绝缘的铜线组成， 这两根线按照规则的螺线状绞合在一起 （也称为对称电缆）。
绞合目的：将线对绞合起来是为了减轻同 一根电缆内的相邻线对之间的串扰，且相 邻线对通常具有不同的绞合长度。
双绞线实物及内部结构图
双绞线
双绞线又分为非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双 绞线STP。
除某些特殊场合(如受电磁辐射严重、对传 输质量要求较高等)在布线中使用STP外， 一般情况下我们都采用UTP。
狭义信道是广义信道十分重要的组成部分， 通信效果的好坏，在很大程度上将依赖于狭义 信道的特性。
有线信道
明线 双绞线（对称电缆） 同轴电缆 光导纤维
明线
概念：架空明线是指平行而相互绝缘的架 空裸线线路。
优点：传输损耗低 缺点：易受气候和天气的影响，并且对外
界噪声干扰较敏感 。明线现已逐步淘汰。
双绞线
3.1.2
信道分类
根据信道的定义，如果信道仅是指信 号的传输媒质，这种信道称为狭义信道； 如果信道不仅是传输媒质，而且包括通信 系统中的一些转换装置，这种信道称为广 义信道。
信道的分类
3.1.2
信道分类
1 狭义信道 2 广义信道
狭义信道
有线信道包括架空明线、对称电缆、同轴 电缆及光纤等。
无线信道包括短波、地面微波接力、卫星 通信等。
4类UTP
20
16Mbit/s令牌环网和10BAST-T以太网
5类UTP 100 16Mbit/s以上令牌环网、10～100Mbit/s以太网数据传输
6类UTP 550 16Mbit/s以上令牌环网、100Mbit/s以太网数据传输、 600Mbit/s以上的全息图像
7类UTP 1000 吉比特以太网数据传输
UTP与STP
UTP
STP
UTP分类
3类：3类UTP用于传统电话线，另外还用于 10Mbps以太网，是早期网络中重要的传输介 质
4类：4类UTP因标准的推出比3类晚，而传输 性能与3类UTP相比并没有提高多少，所以一 般较少使用
5类：五类UTP因价廉质优而成为快速以太网 (100Mbps)的首选介质
8类UTP 1000 吉比特以太网数据传输
9类UTP 10000 10吉比特以太网数据传输
双绞线优缺点
优点：由于其结构上的双绞特点，与外界 间相互干扰小（抗电磁干扰）； 带宽较宽， 传输特性比较稳定。
缺点：双绞线的传输损耗比明线大得多。
同轴电缆
概念：同轴电缆由同轴的两个导体构成，外 导体是一个圆柱形的空管（在可弯曲的同轴 电缆中，它可以由金属丝绝编缘 织体 而成），内导 体是金属线（芯线）。
《》课课程件名称》课件
第1章 通信系统概述 第2章 信号分析 第3章 信道与噪声 第4章 模拟调制
第5章 模拟信号的数字传输
第6章 数字基带传输 第7章 数字调制 第8章 差错控制编码
第9章 同步原理
3.1 信道概念及分类 3.2 信道容量 3.3 信道中的噪声
3.1 信道概念及分类
3.1.1 信道概念 3.1.2 信道分类
超5类：超五类UTP的用武之地是千兆位以太 网(1000Mbps)。
各类非屏蔽双绞线电气特性
电缆类 数据速率 型 （Mbit/s）
用
途
1类UTP
2.4
模拟电话线/数字电话线
2类UTP
4
数字电话线/ISDN和T1线路
3类UTP
16
4Mbit/s令牌环网、10BAST-T以太网数据传输、ISDN数字
话音线路
3.1.1
信道概念
通俗地说，信道指以传输介质为基础的信 号通路。
具体地说，信道一般指由有线或无线电线 路提供的信号通路。
抽象地说，信道实质是一段频带，允许信 号通过，同时又给信号以限制和损害。
信道特性的好坏直接影响通信系统的总特性
信道特点
信道的特点包括以下两个方面： （1）通信系统重要的传输环节； （2）通信系统中噪声的主要来源。
光纤实物内部结构图
光纤优缺点
优点： 低传输损耗（长距离无中继），高带宽 （容量大），抗干扰能力强等。
缺点： 成本较高（完整系统），部分器件技术问 题尚需解决。
无线信道
无线信道主要由无线电波和光波作为传输 载体。
光波：在光波中，红外线、激光是常用的 信号载体。
短距离：红外线。如电视机遥控器。 远距离：光波。可用于建筑物之间的局域网连
塑料外皮
外层导体（屏蔽层） 内层导体 (a )
芯
同轴电缆分类
50欧姆的细缆：细缆（基带同轴电缆）用 于基带信号传输，主要用于数字信号传输 系统。
75欧姆的粗缆：粗缆（宽带同轴电缆）用 于宽带信号传输，可以用于数字/模拟信号 传输系统，如CATV有线电视信号传输，能 够同时传输几百套电视节目。
同轴电缆实物
同轴电缆优缺点
优点： 与外界间相互干扰小（外导体接地，屏蔽 作用）；带宽大。
缺点： 成本较高（与双绞线比较）。
光纤
概念：光导纤维(简称光纤)是光纤通信系统 的传输介质。是一种纤细（2~125μm）柔 韧能够传导光线的介质（光导纤维），以 光波作为载波的信道。
结构：光纤呈圆柱形，由纤芯、包层和护 套三部分组成。
A (a )
B
A
(b )
B
A (c)
A
B
(d ) B
图 3 - 16 (a) 一次反射和两次反射； (b) 反射区高度不同；
(c) 寻常波与非寻常波； (d) 散射现象
短波优缺点、应用
优点：
抗毁能力和自主通信能力强； 在山区、戈壁、海洋等地区，主要依靠短波； 运行成本低。
接。
无线电波：绝大多数无线通信都采用无线 电波作为信号传输的载体。
无线电波频率资源划分表
几种主要无线信道
短波 地面微波接力 卫星通信
短波
短波是指频率为3～30MHz的无线电波。 短波的基本传播途径有两个：一个是地波，
一个是天波。短波的主要传播途径是天波。
地球大气层的结构 对流层：地面上 0 ~ 10 km 平流层：约10 ～ 60 km 电离层：约60 ～ 600 km
10 km 0 km
电离层
平流层 对流层 地面
电磁波传播：地波、天波、视距传播
电离层 60~600 km
地球
平流层
对流层 0~10 km
多径传播
多径传播：电波经由不同的路径到达接收点。 多径传播有以下几种形式:
(1) 电波从电离层的一次反射和多次反射； (2) 电离层反射区高度所形成的细多径； (3) 地球磁场引起的寻常波和非寻常波； (4) 电离层不均匀性引起的散射现象。
概念：双绞线由两根彼此绝缘的铜线组成， 这两根线按照规则的螺线状绞合在一起 （也称为对称电缆）。
绞合目的：将线对绞合起来是为了减轻同 一根电缆内的相邻线对之间的串扰，且相 邻线对通常具有不同的绞合长度。
双绞线实物及内部结构图
双绞线
双绞线又分为非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双 绞线STP。
除某些特殊场合(如受电磁辐射严重、对传 输质量要求较高等)在布线中使用STP外， 一般情况下我们都采用UTP。
狭义信道是广义信道十分重要的组成部分， 通信效果的好坏，在很大程度上将依赖于狭义 信道的特性。
有线信道
明线 双绞线（对称电缆） 同轴电缆 光导纤维
明线
概念：架空明线是指平行而相互绝缘的架 空裸线线路。
优点：传输损耗低 缺点：易受气候和天气的影响，并且对外
界噪声干扰较敏感 。明线现已逐步淘汰。
双绞线
3.1.2
信道分类
根据信道的定义，如果信道仅是指信 号的传输媒质，这种信道称为狭义信道； 如果信道不仅是传输媒质，而且包括通信 系统中的一些转换装置，这种信道称为广 义信道。
信道的分类
3.1.2
信道分类
1 狭义信道 2 广义信道
狭义信道
有线信道包括架空明线、对称电缆、同轴 电缆及光纤等。
无线信道包括短波、地面微波接力、卫星 通信等。
4类UTP
20
16Mbit/s令牌环网和10BAST-T以太网
5类UTP 100 16Mbit/s以上令牌环网、10～100Mbit/s以太网数据传输
6类UTP 550 16Mbit/s以上令牌环网、100Mbit/s以太网数据传输、 600Mbit/s以上的全息图像
7类UTP 1000 吉比特以太网数据传输
UTP与STP
UTP
STP
UTP分类
3类：3类UTP用于传统电话线，另外还用于 10Mbps以太网，是早期网络中重要的传输介 质
4类：4类UTP因标准的推出比3类晚，而传输 性能与3类UTP相比并没有提高多少，所以一 般较少使用
5类：五类UTP因价廉质优而成为快速以太网 (100Mbps)的首选介质
8类UTP 1000 吉比特以太网数据传输
9类UTP 10000 10吉比特以太网数据传输
双绞线优缺点
优点：由于其结构上的双绞特点，与外界 间相互干扰小（抗电磁干扰）； 带宽较宽， 传输特性比较稳定。
缺点：双绞线的传输损耗比明线大得多。
同轴电缆
概念：同轴电缆由同轴的两个导体构成，外 导体是一个圆柱形的空管（在可弯曲的同轴 电缆中，它可以由金属丝绝编缘 织体 而成），内导 体是金属线（芯线）。
《》课课程件名称》课件
第1章 通信系统概述 第2章 信号分析 第3章 信道与噪声 第4章 模拟调制
第5章 模拟信号的数字传输
第6章 数字基带传输 第7章 数字调制 第8章 差错控制编码
第9章 同步原理
3.1 信道概念及分类 3.2 信道容量 3.3 信道中的噪声
3.1 信道概念及分类
3.1.1 信道概念 3.1.2 信道分类
超5类：超五类UTP的用武之地是千兆位以太 网(1000Mbps)。
各类非屏蔽双绞线电气特性
电缆类 数据速率 型 （Mbit/s）
用
途
1类UTP
2.4
模拟电话线/数字电话线
2类UTP
4
数字电话线/ISDN和T1线路
3类UTP
16
4Mbit/s令牌环网、10BAST-T以太网数据传输、ISDN数字
话音线路
3.1.1
信道概念
通俗地说，信道指以传输介质为基础的信 号通路。
具体地说，信道一般指由有线或无线电线 路提供的信号通路。
抽象地说，信道实质是一段频带，允许信 号通过，同时又给信号以限制和损害。
信道特性的好坏直接影响通信系统的总特性
信道特点
信道的特点包括以下两个方面： （1）通信系统重要的传输环节； （2）通信系统中噪声的主要来源。
光纤实物内部结构图
光纤优缺点
优点： 低传输损耗（长距离无中继），高带宽 （容量大），抗干扰能力强等。
缺点： 成本较高（完整系统），部分器件技术问 题尚需解决。
无线信道
无线信道主要由无线电波和光波作为传输 载体。
光波：在光波中，红外线、激光是常用的 信号载体。
短距离：红外线。如电视机遥控器。 远距离：光波。可用于建筑物之间的局域网连
塑料外皮
外层导体（屏蔽层） 内层导体 (a )
芯
同轴电缆分类
50欧姆的细缆：细缆（基带同轴电缆）用 于基带信号传输，主要用于数字信号传输 系统。
75欧姆的粗缆：粗缆（宽带同轴电缆）用 于宽带信号传输，可以用于数字/模拟信号 传输系统，如CATV有线电视信号传输，能 够同时传输几百套电视节目。
同轴电缆实物
同轴电缆优缺点
优点： 与外界间相互干扰小（外导体接地，屏蔽 作用）；带宽大。
缺点： 成本较高（与双绞线比较）。
光纤
概念：光导纤维(简称光纤)是光纤通信系统 的传输介质。是一种纤细（2~125μm）柔 韧能够传导光线的介质（光导纤维），以 光波作为载波的信道。
结构：光纤呈圆柱形，由纤芯、包层和护 套三部分组成。
A (a )
B
A
(b )
B
A (c)
A
B
(d ) B
图 3 - 16 (a) 一次反射和两次反射； (b) 反射区高度不同；
(c) 寻常波与非寻常波； (d) 散射现象
短波优缺点、应用
优点：
抗毁能力和自主通信能力强； 在山区、戈壁、海洋等地区，主要依靠短波； 运行成本低。
接。
无线电波：绝大多数无线通信都采用无线 电波作为信号传输的载体。
无线电波频率资源划分表
几种主要无线信道
短波 地面微波接力 卫星通信
短波
短波是指频率为3～30MHz的无线电波。 短波的基本传播途径有两个：一个是地波，
一个是天波。短波的主要传播途径是天波。
地球大气层的结构 对流层：地面上 0 ~ 10 km 平流层：约10 ～ 60 km 电离层：约60 ～ 600 km