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通信原理,第四章信道,本章结构,4.2信道的定义、分类及数学模型4.3恒参信道的概念和实例4.4随参信道的概念和实例4.5信道中的噪声种类4.6信道容量,4.2信道的定义、分类及数学模型,4.2.1信道的定义和分类狭义的“信道”概念：传输信号的物理媒质（如光纤、双绞线等）广义的“信道”概念：在传输信号过程中，所使用的设备和资源的总称。它们是信号的“必经之路”。,广义信道的范围,调制信道,调制器,解调器,编码信道,编码器,解码器,划分广义信道的目的是为了使科研细化，“各司其职”,拓展知识：数字通信中的信道分类,很多现代通信系统中，常把信道分成2大类：物理信道就是传输信号的物理媒质逻辑信道一系列完成一项共同功能的数据的组合一条物理信道可能对应多条逻辑信道,在学习第10章“复用”后大家就容易理解了,4.2.2信道的数学模型,1、调制（连续）信道模型用2对端网络，或多对端网络来分析模拟信道,2对端网络（如串行点对点通信）,多对端网络（如并行通信、多播通信）,2、无失真传输的数学模型,“无失真传输”和“失真”的定义在不考虑噪声的情况下，如果信号在传输中只是幅度上的等比例衰减和时间上的同步延迟，则可看作无失真传输“失真”的特点是信号畸变（其本质是产生了新的频率成分，或频率分布发生改变）,经信道传输,无失真,失真,无失真传输的转移函数H(),3、编码（离散）信道模型,通常使用“转移概率”来描述，画成图形：,例4.1已知某数字信道模型如下，求误码率（设信源发送0/1等概率）,4.3恒参信道的概念和实例,恒参信道的概念参数（即转移函数）基本不随时间变化常见的恒参信道架空明线（已经基本淘汰）对称电缆（如电话线、网线等）同轴电缆（如有线电视电缆）光纤信道,4.4随参信道的概念和实例,随参信道的概念参数（即转移函数）随时间变化而变化常见的随参信道电离层、对流层反射通信移动通信,4.5信道中的噪声种类,噪声,加性噪声,乘性噪声（多由信道的多径效应引起，移动通信中有详细分析）,人为噪声,自然噪声,内部噪声,统称为起伏噪声（通常看作高斯白噪声）,最常见：宇宙噪声,最常见：热噪声散弹噪声,所以，在后面很多分析时，噪声都认为是高斯白噪声,4.6信道容量（重点章节）,离散信道的容量涉及信息论的知识，而实际通信系统中的信道大部分属于连续信道，所以我们重点学习连续信道的容量,香农公式的另一种形式,由于实际中的噪声大多可看成高斯白噪声，所以噪声功率可用带宽和白噪声的功率谱n0来表示，即,信道容量与3要素的关系（由香农公式得出的推论）,例4.1(教材的例题4.1.1),根据信道容量的概念，信道容量是Rb的最大值，所以,例4.2一幅图像由200像素组成，每个像素有16种色彩度（等概率），每个色彩度有8个亮度等级（等概率），信道带宽为10kHz，S/N为30dB求传输这幅图像至少需要多少时间？,根据信道容量的概念，信道容量是Rb的最大值，即
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