个人通信课件第四章

移动通信基础课件-第4章扩频通信技术

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图4-5 15位码序列T = 4Tc时的自相关系数
图4-6 15位码序列T = 0时的自相关系数
图4-7 n=4, P=15 m序列的自相关系数曲线
扩频通信系统有以下两个特点。
（1）传输信号的带宽远大于被传输的原始信号的带宽。
（2）传输信号的带宽主要由扩频函数决定，此扩频函数通常为伪随机编码信号。
2．扩频通信技术的发展简史
3．典型扩频通信系统框图
图4-1是一个典型的扩频通信系统框图。
由发送端、接收端和无线信道3部分组成。
图4-1 典型的扩频通信系统框图
（2）不同代的但没有直系关系的OVSF码也相互正交，如C2,0和C4,2。
（3）不同代而有直系关系的OVSF码不互相正交，如C2,1和C4,2。
（4）OVSF码的正交特性（同长度的OVSF 码序列）。
① OVSF码的自相关特性：自相关系数为1。
② OVSF码的互相关特性：正交的。

苗长云现代通信原理第二版配套课件第四章信道_百(精)

第四章信道4.1引言4.2信道的定义及其数学模型4.3恒参信道及其对信号传输的影响4.4随参信道及其对信号传输的影响4.5信道的加性噪声4.6信道的容量天津工业大学信息学院《通信原理》4.1引言• 信号的传输离不开信道，而信道的噪声是不可避免的。

因而信道和噪声是通信中所要研究的重要内容。

•本章在介绍信道定义和信道模型的基础上，着重分析信道特性及其对信号传输的影响，并介绍信道的噪声和信道容量。

天津工业大学佶息学院《通信原理》4.2信道的定义及其数学模型W 4.2.1信道的定义1. 信道的概念：就是信号传输的媒质2. 信道的分类：①有线信道、无线信道②广义信道.狭义信道根据通信的概念，信号必须依靠传输介质传输，所以传输介质被定义为狭义信道。

另一方面，信号还必须经过很多设备後送机、接收机、调制器、解调器、放大器等）进行各种处理，这些设备显然也是信号经过的途径，因此，把传输介质（狭义信道）和信号必须经过的各种通信设备统称为广义信道.天津工业大学信息学院《通信原理》4.2信道的定义及其数学模型®天津工业大学信息学院《通信原理》天津工业大学信息学院《通信原理》4. 2. 2信道的数学模型1.调制信道模型特性：①有一对（或多对）输入端和一对（或多对）输出端；②信道是线性的，满足叠加原理；③信道有一定的迟延时间，有损耗；④即使没有信号输入，输出端仍有一定的功率输出（噪声）。

天津工业大学信息学院《通信原理》4.2信道的定义及其数学模型（1）二对端网络（2）多对端网络天津工业大学信息学院《通信原理》对二对端的信号模型，输入与输出的关系:勺(0 =/[/)]+〃(》)九勺⑴］表示已调信号通过网络所发生的变换, 假定可以用k(t)e l (t庚示。

k(t)依赖于网络的特性，对©•(［床说是一种干扰(乘性干扰)，疾示加性干扰，上式可以表示为:e0(t) = k(t)e i(t) + n(t)天津工业大学传息学院《通信原理》信道对信号的影响主要有：乘性干扰和加性干扰。

通信原理第4章数字基带传输

其功率谱示意图如图（b）中实线所示。
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第4章数字基带传输
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4.3 数字基带传输系统及码间干扰
数字基带传输系统模化为
其中

d(t) bk (t kTs )
k
H( f ) HT ( f )HC ( f )HR ( f )
h(t) F 1[H ( f )] H ( f )e j2 ft df
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4.2 数字基带信号的功率谱分析
【例4-2】试分析下图a）所示双极性全占空矩形脉冲序列的功率谱。设“１”、“0”等概。
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第4章数字基带传输
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4.2 数字基带信号的功率谱分析
AMI码数字基带信号如下图（a）所示，“1”、“0”等概，则其功率谱表达式为 P( f ) A2Ts Sa2 ( fTs ) sin2 ( fTs )

y(t) bk h(t kTs ) nR (t) k
研究表明，影响系统正确接收的因素有两个： ① 码间干扰（Inter-Symbol
Interference—ISI）
② 信道中的噪声
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第4章数字基带传输
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4.3 数字基带传输系统及码间干扰
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第4章数字基带传输
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第4章数字基带传输
将输入数字信号变换成适合信道传输的信号
低通型信道
滤除噪声和校正信道引起的失真
输入
a
码型
发送
变换 b 滤波器
信道
c
定时脉冲
噪声 n(t)
接收 d
滤波器
取样判决

通信原理第四章

• 2、调幅（AM）信号如果输入的基带信号带有直流分量，h(t) 是理想理想低通滤波器，得到的输出信号是有载波分量的双边带信号，表示为：
m(t) m0 m(t)
如果满足m0＞∣m,(t) ∣max 调幅（AM）信号
其时域与频域的表示为：
Sm (t) m(t) cosc
m0 m(t)cosc

c f

3 108 20 103
1.5 104 (m)
式中，λ为波长（m）；c为电磁波传播速度（光速）（m/s）；f为音频（Hz）。
• 可见，要将音频信号直接用天线发射出去，其天线几何尺寸即便按波长的百分之一取也要150米高（不包括天线底座或塔座）。因此，要想把音频信号通过可接受的天线尺寸发射出去，就需要想办法提高欲发射信号的频率（频率越高波长越短）
Sm
()

1 2
M
(

c
)

M
(
c
)H
()
• 确定H（ω）
•从接收端入手
•VSB信号的解调和SSB信号一样不能用包络检波，而要采用相干解调法
•通过解调的公式推导说明残留边带滤波器的传输函数在载频附近必须具有互补对称特性
• Sm(t)
LPF
m(t)
•
S (t ) =cosωct
－c 0
c

(f) 已调信号频谱
调幅AM示意图
• 3、单边带（SSB）信号
从上述的双边带调制（AM和DSB）中可知，上下两个边带是完全对称的，即两个边带所包含的信息完全一样。那么在传输时，实际上只传输一个边带就可以了，而双边带传输显然浪费了一个边带所占用的频段，降低了频带利用率。对于通信而言，频率或频带是非常宝贵的资源。因此，为了克服双边带调制这个缺点，人们又提出了单边带调制的概念。

第四章第二节通信方式的选择解析

传真随发随收传真文字、图市内：3-6元/
否
机表和照片
份
电子随发随收计算文字、图
无
否
邮件
机和表和照片
网络
等
邮局可打印
随时随地
随时随地
可打印可打印
大
我叫金
家好！
巍
开学了……
❖金巍同学被北京第十三中学分校初一年级录取，金巍高兴极了，想和学校再次确认自己被录取了。
她用什么通信方式最方便和快捷呢？
主要通信方式特点、功能对比表
时间快慢双方
需要的设备或条件
传输内容形式
文字、声音、实物等
费用
通信地点远近
国际、国内或是否受限制
方便程度
发送地点
特殊功能
打印
邮递 2-3天
无文字、实根据时间、重
否
物、钱款量或物品价值
等
计费
邮局
电话
电报
传真
电子邮件
主要通信方式特点、功能对比表
通过邮递发一封信件通过信息的传递传送美好的祝愿给亲人和朋友。
文字
按字计费
否
方便程度
发送地点
邮局
随时随地邮局
特殊功能
打印
可打印
传真
电子邮件
主要通信方式特点、功能对比表
时间快慢
邮递 2-3天
电话即时电报城镇：12小时
农村：1--3天
双方需要的设备或条件
无
电话
无
传输内容形式
文字、声音、实物等
费用
通信地点远近
国际、国内或是否受限制

《现代通信技术课件》第四章_数据通信new

问题
数据通信和语音通信有什么不同？ P105-106
数据通信
数据通信不同于电报、电话通信，它所实现的主要是“(通过终端)-机(计算机)”通信与“机-机”通信，但也包括“人(通过智能终端)-人”通信。
数据通信的特点
1、实现的是计算机之间或者人与计算机之间的通信，需要定义严格的通信协议数据传输的准确性和可靠性高误码率要求比语音、电视系统小得多传输速率高通信持续时间差异较大数据通信具有灵活的接口功能。
国际2号电报码一种五单位代码，也称博多码。由5位二进制码组成，是电报通信中广泛使用的一种代码。通常在电报与计算机通信时使用，低速（50 Bd）数据通信中有时也使用。
国际5号电报码
国际5号电报码一种用7位二进制码表示一个字母、数字或符号的七单位代码。这种代码1963年由美国标准化协会提出，称为美国信息交换用标准代码，即ASCII 码。后来被国际标准化组织（ISO）和国际电信联盟组织（ITU）采纳，1967年ISO提出建议书，定名为ISO646 七单位代码。ITU又将ISO646的七单位代码定为“数据及信息传输用国际5号代码表”，并于1968年制定出V.3 建议。ITU后来又进行修改，制定为T.50建议，同时删除V.3建议。各国也同时开展了以七单位代码为基础的信息交换用的代码标准化工作，中国参照V.3建议，制定了国家标准《信息处理交换用的七位编码字符集》（GB 1988—80）。
有效性质量指标
衡量有效性的主要指标是频带利用率。它反映了数据传输系统对频带资源的利用水平和有效程度。频带利用率可用单位频带内系统允许的数据传输速率来衡量。即＝系统的传输速率／系统的频带宽度 (Bd／Hz 或 bit／s·Hz)

第四章《通信原理》信道

理想无失真信道，理想无失真信道，它的
H ( jω ) = ke
jω t d
H ( jω ) = k 幅频特性 (ω ) = ωt d 相频特性
实际的信道往往不能满足这些要求。例如电话信号实际的信道往往不能满足这些要求。的频带在300Hz 3400Hz范围内 300Hz范围内；的频带在300Hz-3400Hz范围内；而电话信道的幅频特性和相频特性示于下图。
调制信道编码信道
1、调制信道指从调制器输出到解调器输入端的所有变换装置及传输媒介。因为从调制解调角度而言，及传输媒介。因为从调制解调角度而言，调制信道仅对已调信号进行传输，因此可视为一个整体。对已调信号进行传输，因此可视为一个整体。
2、编码信道、指从编码器输出到译码器输入端的所有变换装置及传输媒介。因为从编译码的角度而言，及传输媒介。因为从编译码的角度而言，它们之间的一切环节只起了传输数字信号的作用，一切环节只起了传输数字信号的作用，因此可视为一个整体。个整体。
第四章信道
在讲通信系统模型中我们知道，在讲通信系统模型中我们知道，信道是信息传输的媒介。它可分为两大类：有线信道和无线信道。输的媒介。它可分为两大类：有线信道和无线信道。传统的固定电话网用有线信道作为传输媒介。传统的固定电话网用有线信道作为传输媒介。而无线电广播则是用无线信道传播电台节目。线电广播则是用无线信道传播电台节目。信号在信道中传输，一方面受信道特性的影响；信号在信道中传输，一方面受信道特性的影响；另一方面还要受到信道中噪声的影响。另一方面还要受到信道中噪声的影响。本章简单介绍信道特性和信道中的噪声，绍信道特性和信道中的噪声，以及信道特性对信号传输的影响。传输的影响。
一、加性噪声的分类

通信原理第四章2

《通信原理课件》
对比图4.3.2可以看出，传输过程中第4个码元发生了误码。产生该误码的原因之一是信道加性噪声，之二是传输总特性（包括收、发滤波器和信道的特性）不理想引起的波形畸变，使码元之间相互串扰，从而产生码间干扰。
图43.2 数字基带传输系统各点波形《通信原理课件》
4.3.2 基带传输系统的数学分析传输过程中第4个码元发生了误码，产生该误码的原因就是信道加性噪声和频率特性。基带传输系统的数学模型如图所示：
（2）尾部衰减要快。
经整理后无码间串扰的条件为：
1(或常数) h(kT ) 0 k 0 k 0
可以找到很多能满足此条件的系统，例如
h(t) 1
-4T
-3T -2T
-T
0
T
2T
3T
4T
t
《通信原理课件》
能满足码间无串扰的传递函数H(ω)不止一个，如： ① 门传递函数的冲击响应： h(t ) Sa( t ) Ts h(t ) Sa 2 ( t ) ② 三角传递函数的冲击响应： Ts m ③ 宽门传递函数的冲击响应： h(t ) Sa( t ) Ts
0 k
j
0
k
0
R
0
k j
讨论：
① r(t)的采样值有三项： (a) ak h(t0 )：有用信息项 (b) 码间串扰值 : 除第k个码元波形之外的所有其它码元在采样时刻的代数和，由于 a n 是随机变量，码间串扰也是一个随机变量。 (c) 加性噪声干扰值：随机干扰 ② 由于存在码间串扰和加性噪声，判别 r kTs t0 值是“0” 还是“1”，可能错判。 ③ 理想情况：是在无干扰下，r (kTs + t0 ) = ak h(t0 )> Vd Vd：判别门限

通信原理第4章

人为噪声－例：开关火花、电台辐射
自然噪声－例：闪电、大气噪声、宇宙噪声、热噪声
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4.5 信道中的噪声

热噪声
来源：来自一切电阻性元器件中电子的热运动。 12 Hz。频率范围：均匀分布在大约 0 ～ 10 热噪声电压有效值：

V 4kTRB
(V)
式中
k = 1.38 10-23（J/K）－波兹曼常数； T －热力学温度（º K）； R －阻值（）； B －带宽（Hz）。性质：高斯白噪声
4.2 无线信道--频带与电波传播
电子科技大学通信学院
12/52 12
4.2 无线信道--频带与电波传播
电子科技大学通信学院
13/52 13
4.2 无线信道

无线电视距中继信道
14
4.2 无线信道

卫星中继信道
15
4.2 无线信道

无线电广播与移动通信信道
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4.3 信道的数学模型
广义信道：从消息传输观点出发，把信道范围扩大（包含通信系统中某些环节）以后定义的信道。常用于通信系统性能分析。

衰减随时间变化时延随时间变化多径效应：信号经过几条路径到达接收端，而且每条路径
的长度（时延）和衰减都随时间而变，即存在多径传播现象。
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4.4 信道特性对信号传输的影响
产生多径效应的分析
多径传播示意图
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4.4 信道特性对信号传输的影响

多径效应分析：设发射信号为 A cos0t 接收信号为
R(t)：是一个包络和相位随机缓慢变化的窄带信号。
结论：发射信号为单频恒幅正弦波时，接收信号因多径效应变成包络起伏的窄带信号。