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。
THANKS FOR WATCHING
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-
通信原理第三章PPT课件
很大的影响。
调制的分类
调制方式往往能决定一个通信系统的性能。 通常调制分为模拟调制和数字调制两大类： 1、在模拟调制中，调制信号是模拟信号； 2、而在数字调制中，调制信号是数字信号。 由于模拟调制是其他调制方式的基础，故本
章首先讨论模拟调制的基本原理。
3.1 幅度调制
幅度调制的基本作用: 实现频率搬移，其目的是进行频率变换，使
因此，式（3．9）可写为
式中
已调波的效率AM 定义为边带功率与总平均
功率之比，即
[例 3－2]设用峰一峰值为 2A 且不含直流的方波对振幅为 A
m
0
的载波进行标准调幅。试求已调波的功率和效率。
解
在不过调制的情况下，A 的最大值等于 A 。这时最大可能的
m
0
效率是 50％。由式（3.13）可以看出，所有不含直流分量的
调制是用基带信号 f (t)去控制载波的某个（或某 些）参数，使该参数按照信号 f (t) 的规律变化的
过程。载波可以是正弦波，也可以是脉冲序列。 以正弦信号作载波的调制叫连续波（CW）调制。
RF 频谱分配
ELF 30-300Hz EXTREMELY LOW F VF 0.3-3KHZ VOICE F VLF 3-30KHZ VERY LOW F LF 30-300KHZ LOW MF 0.3-3MHZ MEDIUM F HF 3-30MHZ HIGH VHF 30-300MHZ VERY HIGH UHF 0.3-3GHZ ULTRA HIGH SHF 3-30GHZ SUPER HIGH EHF 30-300GHZ EXTREMELY HIGH INFRARED,VISIBLE LIGHT 103-107GHZ
信号进行标准调制（不过调制），其效率都不会超过 50％。
调制的分类
调制方式往往能决定一个通信系统的性能。 通常调制分为模拟调制和数字调制两大类： 1、在模拟调制中，调制信号是模拟信号； 2、而在数字调制中，调制信号是数字信号。 由于模拟调制是其他调制方式的基础，故本
章首先讨论模拟调制的基本原理。
3.1 幅度调制
幅度调制的基本作用: 实现频率搬移，其目的是进行频率变换，使
因此，式（3．9）可写为
式中
已调波的效率AM 定义为边带功率与总平均
功率之比，即
[例 3－2]设用峰一峰值为 2A 且不含直流的方波对振幅为 A
m
0
的载波进行标准调幅。试求已调波的功率和效率。
解
在不过调制的情况下，A 的最大值等于 A 。这时最大可能的
m
0
效率是 50％。由式（3.13）可以看出，所有不含直流分量的
调制是用基带信号 f (t)去控制载波的某个（或某 些）参数，使该参数按照信号 f (t) 的规律变化的
过程。载波可以是正弦波，也可以是脉冲序列。 以正弦信号作载波的调制叫连续波（CW）调制。
RF 频谱分配
ELF 30-300Hz EXTREMELY LOW F VF 0.3-3KHZ VOICE F VLF 3-30KHZ VERY LOW F LF 30-300KHZ LOW MF 0.3-3MHZ MEDIUM F HF 3-30MHZ HIGH VHF 30-300MHZ VERY HIGH UHF 0.3-3GHZ ULTRA HIGH SHF 3-30GHZ SUPER HIGH EHF 30-300GHZ EXTREMELY HIGH INFRARED,VISIBLE LIGHT 103-107GHZ
信号进行标准调制（不过调制），其效率都不会超过 50％。
通信原理课件第3章_随机过程分析
F2 ( x1 , x2 ; t1 , t 2 , ) P (t1 ) x1 , (t 2 ) x2
●二维概率密度函数
2 F2 ( x1 , x2 ; t1 , t2 ) f 2 ( x1 , x2 ; t1 , t2 ) x1 x2
若上式中的偏导存在的话。
fn（x1，x2，...，xn；t1，t2，...，tn）
=f1（x1，t1）f2（x2，t2）...fn（xn，tn） 则称这些变量是统计独立的，否则就是不独立的或相关的。
2018/11/2
通信原理
11
第3章 随机过程
3.1.2 随机过程的数字特征
引言 ●问题：随机过程的分布函数（或概率密度）族能够完善 地刻画随机过程的统计特性。但实际中：难；不必。 ●措施：用随机过程的数字特征来描绘随机过程的统计特性， 更简单方便。 ●方法：求随机过程数字特征的方法有“统计平均”和“时 间平均”两种。 统计平均: 对随机过程ξ(t)某一特定时刻不同实现的可能 取值ξ(ti)－－随机变量 ，用统计方法得出的种种平均值叫统 计平均。 时间平均:对随机过程ξ(t)的某一特定实现ξi(t) ，用数学分 析方法对时间求平均得出的种种平均值叫时间平均。
2 (t )
n (t )
t1
t2
t
图 3- 1 n图 图 图 图 图 图 图 图 图 讨论： ●在任一给定时刻t1上，每一个样本函数i (t)都是一个确定的 数值i (t1)，但是每个i (t1)都是不可预知的－－为随机量。 ●换句话说，随机过程在任意时刻t1的值ξ(t1)是一个随机变量。 ●因此，又可以把随机过程看作是在时间进程中处于不同时 刻的随机变量的集合。
相关函数和协方差函数之间的关系：
通信原理第3章
Fn ( x1 , x2 ,, xn ; t1 , t 2 ,t n ) P (t1 ) x1 , (t 2 ) x2 ,, (t n ) xn
随机过程 (t) 的 n维概率密度函数：
n Fn ( x1，x2， ，x n；t1，t2， ，t n ) f n ( x1，x2， ，x n；t1，t2， ，t n ) x1x2 x n
3
确知信号
（1） 功率信号： P为有限值，E而为无穷大；
（2）能量信号： E为有限值，而 P=0
4
确知信号
5
确知信号
6
电子科技大学 通信学院 李晓峰教授
3.1 随机过程的基本概念和统计特性
3.1.1 随机过程的基本概念 从两种不同角度看：
角度1：对应不同随机试验结果的时间过程的集合，是一个时间
衡量随机过程在任意两个时刻获得的随机变量之间的 关联程度时，常用协方差函数B(t1, t2)和相关函数R(t1, t2) 来表示
3.相关函数
R(t1 , t 2 ) E[ (t1 ) (t 2 )]
x1 x2 f 2 ( x1 , x2 ; t1 , t 2 )dx1dx2
第3章 随机过程
1
第3章 随机过程
本章学习要点 1. 随机过程的数字特征：数学期望、方差、协方差函 数、相关函数。 2. 平稳随机过程：定义、特性（各态历经性）、主 要性质、自相关函数和功率谱密度的关系。 3. 高斯随机过程 (1) 四个重要性质、一维概率密度函数 (2) 高斯白噪声的概念 4. 随机过程通过线性系统 5. 窄带随机过程：两种表示方法 (1) 包络、相位表示 (2) 同向、正交表示 6. 正弦波加窄带高斯噪声
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18.03.2019 3
一、信道的定义与分类
编码信道 研究编码和解码的角度定义 图3-1 调制信道与编码信道
调制信道
编码信道
需要指出，无论何种广义信道，传输媒质是其 主要部分，通信质量的好坏，主要取决于传输 媒质的特性。
18.03.2019
4
二、信道数学模型
1．调制信道模型 调制信道一般可看成一个输出端叠加有 噪声的时变线性网络，如图3-2所示。 图3-2 调制信道模型
18.03.2019 7
二、信道数学模型
图3-3二进制编码信道模型
P(0/ 0)
0
P(1/ 0)
0
P(0/1 )
1
P(1/ 1)
1
正确转移概率：P(0/0)、P(1/1) 错误转移概率：P(1/0)、P(0/1) ( 0/0 ) 1 P ( 1 /0 ) 且有 P
P ( 1 /1 ) 1 P ( 0/1 )
18.03.2019 12
四、随参信道的特性及其对信号传输的影响
随参信道的传输特性主要依赖于其传输 媒质，它以电离层反射信道、对流层散 射信道为主要代表。 1．传输媒质特点： （1）对信号的衰耗随时间而变； （2）传输的时延随时间而变； （3）多径传播。
18.03.2019
13
四、随参信道的特性及其对信号传输的影响
幅频特性 相频特性
18.03.2019
H() ~
( ) ~
9
三、 恒参信道的特性及其对信号的影响
1．不失真条件
H ( ) Ke jt H ( ) 为一条水平线 ( ) 成线性关系
引入群迟延—频率特性，它定义为相频特性的 导数，即 d ( ) ( ) d ( ) ~呈线性关系，则 若 ~曲线是一条 水平直线，如图 3-4 所示。这时，信号的不同 频率成分将有相同的时延，因而信号经过该信 道传输后将不发生失真。
1. 狭义信道：仅指传输媒质。分为： 有线信道 （包括架空明线、对称电缆、同轴 电缆以及光导纤维。） 无线信道 （包括地波传播、短波电离层反射、 超短波或微波无线电视距离传输、卫星中继以 及各种散射信道等。） 2. 广义信道：除了传输媒质外，还包括有关 的转换设备，如发送设备、接收设备、馈线与 天线、调制器、解调器等等。这种范围扩大了 的信道称为广义信道。分为： 调制信道 研究调制与解调的角度定义
ei (t )
e0 (t )
( t ) f e ( t ) n ( t ) 0 i 入出关系： e 式中 ei ( t ) 是输入的已调信号；
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二、信道数学模型
不 ei ( t ) 不发生依赖关系,或者说 独立于ei ( t ) 。 e ( t ) k ( t ) e ( t ) n ( t ) 作为数学上的一种简洁： 0 i k ( t ) 依赖于网络特性，它对 ei ( t ) 来说是一种乘性 干扰。 讨论： （ 1 ）调制信道对信号的干扰有两种：乘性干 扰 k ( t ) 和加性干扰 n ( t ) . 分析信道对信号的具体 影响，在于了解 k ( t ) 与 n ( t ) 的特性。
西安电子科技大学 通信工程原理
第三章课件设计
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第三章
信道
本章大纲 信道的定义、分类和模型 恒参信道的传输特性及其对信号的影响 随参信道的传输媒质的三个特点，多径传 播对信号的影响 信道加性噪声的统计特性 连续信道的信道容量，香农公式
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一、信道的定义与分类
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e0 ( t ) 是信道总的输出； n(t)n(t)与 n (t) 是加性噪声（或称加性干扰）， n (t )
二、信道数学模型
（2）分析乘性干扰 k ( t ) 的影响时，可把调制信 道分为两大类： 恒参信道，即 k ( t ) 随时间缓变或不变； 随参信道，即 k ( t ) 随机快变化。 通常，将架空明线、电缆、光导纤维、超短波 及微波视距传播、卫星中继等视为恒参信道。 而将短波电离层反射信道、各种散射信道、超 短波移动通信信道等视为随参信道。 2.编码信道模型 编码信道的特性可用信道转移概率（条件概率） 来描述。以二进制无记忆编码信道为例。
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三、 恒参信道的特性及其对信号的影响
图 3-4 理想的相频特性及群迟延—频率 K K 特性
0
0
2．两种失真及其影响 实际的信道特性并不理想，必然对信号 产生两种失真：
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三、 恒参信道的特性及其对信号的影响
幅频失真 指信号中不同频率的分量分别受到 信道不同的衰减。它对模拟通信影响较大，导 致信号波形畸变，输出信噪比下降。 相频失真（或群迟延失真）指信号中不同频率 的分量分别受到信道不同的时延。它对数字通 信影响较大，会引起严重的码间干扰，造成误 码。 综述：恒参信道通常用它的幅频特性及相频特 性来表述。这两个特性的不理想，将是损害信 号传输特性的重要因素。实际中常采用“均衡” 措施去补偿信道的传输特性。
2．引起多径传播的原因 所谓多径传播，是指由发射点出发的电波 可能经过多条路径达到接收点，其示意图如图 3-5 所示。由于每条路径对信号的衰减和时延 都随电离层或对流层的机理变化而变化，所以 接收信号将是衰减和时延随时间变化的各路径 信号的合成。 图3-5 多径传播示意图
发 收
发
收
设发射波为幅度恒定、频率单一的载 波 A ，经过多条路径传播后的接收信号 cos t 0 ( t ) V ( t ) cos t ( t ) 14 R18.03.2019 (t ) 可表示为 R 0
（由于编码信道包含调制信道，因而它的特性 在很大程度上依赖于调制信道。调制信道又分 为恒参信道和随参信道，故将重点加以讨论。
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三、 恒参信道的特性及其对信号的影 恒参信道是指乘性干扰k ( t )基本不随时间 变化的信道。因此，恒参信道可等效为 H() 可用和共同来 一个线性时不变网络。 描述。 j ( ) H ( ) H ( ) e 1. 传输特性
一、信道的定义与分类
编码信道 研究编码和解码的角度定义 图3-1 调制信道与编码信道
调制信道
编码信道
需要指出，无论何种广义信道，传输媒质是其 主要部分，通信质量的好坏，主要取决于传输 媒质的特性。
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二、信道数学模型
1．调制信道模型 调制信道一般可看成一个输出端叠加有 噪声的时变线性网络，如图3-2所示。 图3-2 调制信道模型
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二、信道数学模型
图3-3二进制编码信道模型
P(0/ 0)
0
P(1/ 0)
0
P(0/1 )
1
P(1/ 1)
1
正确转移概率：P(0/0)、P(1/1) 错误转移概率：P(1/0)、P(0/1) ( 0/0 ) 1 P ( 1 /0 ) 且有 P
P ( 1 /1 ) 1 P ( 0/1 )
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四、随参信道的特性及其对信号传输的影响
随参信道的传输特性主要依赖于其传输 媒质，它以电离层反射信道、对流层散 射信道为主要代表。 1．传输媒质特点： （1）对信号的衰耗随时间而变； （2）传输的时延随时间而变； （3）多径传播。
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四、随参信道的特性及其对信号传输的影响
幅频特性 相频特性
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H() ~
( ) ~
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三、 恒参信道的特性及其对信号的影响
1．不失真条件
H ( ) Ke jt H ( ) 为一条水平线 ( ) 成线性关系
引入群迟延—频率特性，它定义为相频特性的 导数，即 d ( ) ( ) d ( ) ~呈线性关系，则 若 ~曲线是一条 水平直线，如图 3-4 所示。这时，信号的不同 频率成分将有相同的时延，因而信号经过该信 道传输后将不发生失真。
1. 狭义信道：仅指传输媒质。分为： 有线信道 （包括架空明线、对称电缆、同轴 电缆以及光导纤维。） 无线信道 （包括地波传播、短波电离层反射、 超短波或微波无线电视距离传输、卫星中继以 及各种散射信道等。） 2. 广义信道：除了传输媒质外，还包括有关 的转换设备，如发送设备、接收设备、馈线与 天线、调制器、解调器等等。这种范围扩大了 的信道称为广义信道。分为： 调制信道 研究调制与解调的角度定义
ei (t )
e0 (t )
( t ) f e ( t ) n ( t ) 0 i 入出关系： e 式中 ei ( t ) 是输入的已调信号；
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二、信道数学模型
不 ei ( t ) 不发生依赖关系,或者说 独立于ei ( t ) 。 e ( t ) k ( t ) e ( t ) n ( t ) 作为数学上的一种简洁： 0 i k ( t ) 依赖于网络特性，它对 ei ( t ) 来说是一种乘性 干扰。 讨论： （ 1 ）调制信道对信号的干扰有两种：乘性干 扰 k ( t ) 和加性干扰 n ( t ) . 分析信道对信号的具体 影响，在于了解 k ( t ) 与 n ( t ) 的特性。
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第三章课件设计
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第三章
信道
本章大纲 信道的定义、分类和模型 恒参信道的传输特性及其对信号的影响 随参信道的传输媒质的三个特点，多径传 播对信号的影响 信道加性噪声的统计特性 连续信道的信道容量，香农公式
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一、信道的定义与分类
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e0 ( t ) 是信道总的输出； n(t)n(t)与 n (t) 是加性噪声（或称加性干扰）， n (t )
二、信道数学模型
（2）分析乘性干扰 k ( t ) 的影响时，可把调制信 道分为两大类： 恒参信道，即 k ( t ) 随时间缓变或不变； 随参信道，即 k ( t ) 随机快变化。 通常，将架空明线、电缆、光导纤维、超短波 及微波视距传播、卫星中继等视为恒参信道。 而将短波电离层反射信道、各种散射信道、超 短波移动通信信道等视为随参信道。 2.编码信道模型 编码信道的特性可用信道转移概率（条件概率） 来描述。以二进制无记忆编码信道为例。
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三、 恒参信道的特性及其对信号的影响
图 3-4 理想的相频特性及群迟延—频率 K K 特性
0
0
2．两种失真及其影响 实际的信道特性并不理想，必然对信号 产生两种失真：
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三、 恒参信道的特性及其对信号的影响
幅频失真 指信号中不同频率的分量分别受到 信道不同的衰减。它对模拟通信影响较大，导 致信号波形畸变，输出信噪比下降。 相频失真（或群迟延失真）指信号中不同频率 的分量分别受到信道不同的时延。它对数字通 信影响较大，会引起严重的码间干扰，造成误 码。 综述：恒参信道通常用它的幅频特性及相频特 性来表述。这两个特性的不理想，将是损害信 号传输特性的重要因素。实际中常采用“均衡” 措施去补偿信道的传输特性。
2．引起多径传播的原因 所谓多径传播，是指由发射点出发的电波 可能经过多条路径达到接收点，其示意图如图 3-5 所示。由于每条路径对信号的衰减和时延 都随电离层或对流层的机理变化而变化，所以 接收信号将是衰减和时延随时间变化的各路径 信号的合成。 图3-5 多径传播示意图
发 收
发
收
设发射波为幅度恒定、频率单一的载 波 A ，经过多条路径传播后的接收信号 cos t 0 ( t ) V ( t ) cos t ( t ) 14 R18.03.2019 (t ) 可表示为 R 0
（由于编码信道包含调制信道，因而它的特性 在很大程度上依赖于调制信道。调制信道又分 为恒参信道和随参信道，故将重点加以讨论。
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三、 恒参信道的特性及其对信号的影 恒参信道是指乘性干扰k ( t )基本不随时间 变化的信道。因此，恒参信道可等效为 H() 可用和共同来 一个线性时不变网络。 描述。 j ( ) H ( ) H ( ) e 1. 传输特性