通信原理樊昌信第六学习教案

1、会计学1通信通信(tng xn)原理樊昌信第六原理樊昌信第六第一页，共50页。2噪声的特性，及其对于信号传输的影响。第1页/共50页第二页，共50页。3地 面对流层平流层电离层10 km60 km0 km第2页/共50页第三页，共50页。4频率(GHz)(a) 氧气和水蒸气（浓度7.5 g/m3）的衰减频率(GHz)(b) 降雨的衰减衰减(dB/km)衰减 (dB/km)水蒸气氧气降雨率图4-6 大气衰减第3页/共50页第四页，共50页。5传 播 路径地 面图4-1 地波传播地 面信 号 传 播 路径图 4-2 天波传播第4页/共50页第五页，共50页。6n增大视线传播距离的其他途径n中继通信

2、：n卫星通信：静止卫星、移动卫星n平流层通信：ddh接 收 天线发 射 天线传 播 途径D地面rr图 4-3 视线传播图4-4 无线电中继50822DrDhm第5页/共50页第六页，共50页。7图4-7 对流层散射通信地球有效散射区域第6页/共50页第七页，共50页。8图4-8 流星余迹散射通信流星余迹第7页/共50页第八页，共50页。9第8页/共50页第九页，共50页。10图4-9 双绞线导体绝缘层导体金属编织网保护层实心介质图4-10 同轴线第9页/共50页第十页，共50页。11折射率n1n2折射率n1n27 10125折射率n1n2单模阶跃折射率光纤单模阶跃折射率光纤图4-11 光纤结构

3、示意图(a)(b)(c)第10页/共50页第十一页，共50页。120.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7光波波长（m）1 . 5 5 m1 . 3 1 m图4-12光纤损耗与波长的关系第11页/共50页第十二页，共50页。13编码信道调制信道第12页/共50页第十三页，共50页。14nn这时上式变为：这时上式变为：n 信道数学信道数学模型模型f ei(t)e0(t)ei(t)n(t)图4-13 调制信道数学模型)()()(tntefteio第13页/共50页第十四页，共50页。15)()()()(tntetkteio第14页/共50页第十五页，共50页。16nP(1/ 0)和和P(0

4、/ 1) 错误转移概率错误转移概率nP(0 / 0) = 1 P(1 / 0)nP(1 / 1) = 1 P(0 / 1) P(1 / 0)P(0 / 1)0011P(0 / 0)P(1 / 1)图4-13 二进制编码信道模型发送端接收端第15页/共50页第十六页，共50页。1701233210接收端发送端第16页/共50页第十七页，共50页。18n左图为典型电话信道特性nn用插入损耗便于测量(a) 插入损耗频率特性第17页/共50页第十八页，共50页。19频率(kHz)（ms）群延迟(b) 群延迟频率特性0相位频率特性第18页/共50页第十九页，共50页。20n是非线性的。n其他失真：n频率

5、(pnl)偏移、相位抖动非线性关系直线关系图4-16 非线性特性输入电压输出电压第19页/共50页第二十页，共50页。21即存在多径传播现象。n下面重点分析多径效应第20页/共50页第二十一页，共50页。22n上式中的n都是随机变化的。第21页/共50页第二十二页，共50页。23络接收信号的相位niniiiiitttttttR1100)(cos)()(cos)()(缓慢随机(su j)变化振幅缓慢随机变化(binhu)振幅第22页/共50页第二十三页，共50页。24另外一种衰落：慢衰落 由传播条件引起的。第23页/共50页第二十四页，共50页。25n设f (t)的傅里叶变换（即其频谱）为F()

6、：n第24页/共50页第二十五页，共50页。26 和信号频率有关的复因子，其模为)()(Ftf第25页/共50页第二十六页，共50页。27和频率(pnl)有关，故常称其为频率(pnl)选择性衰落。图4-18 多径效应2cos2sin)cos1 (sincos1122jej第26页/共50页第二十七页，共50页。28图4-18 多径效应第27页/共50页第二十八页，共50页。29第28页/共50页第二十九页，共50页。30噪声(zoshng)、热噪声(zoshng)第29页/共50页第三十页，共50页。31nnR 阻值（）；nB 带宽（Hz）。n性质：高斯(o s)白噪声第30页/共50页第三十

7、一页，共50页。32n讨论噪声对于通信系统的影响时，主要(zhyo)是考虑起伏噪声，特别是热噪声的影响。第31页/共50页第三十二页，共50页。33第32页/共50页第三十三页，共50页。34n在后面讨论通信系统的性能时，n可以认为窄带噪声的功率谱密度在带宽Bn内是恒定的。图4-19 噪声功率谱特性 Pn(f)Pn (f0)接收(jishu)滤波器特性噪声等效(dn xio)带宽第33页/共50页第三十四页，共50页。35n两者之间可以互换第34页/共50页第三十五页，共50页。36x1x2x3y3y2y1接收端发送端xn。ym图4-20 信道模型P(xi)P(y1/x1)P(ym/x1)P(

8、ym/xn)P(yj)第35页/共50页第三十六页，共50页。37第36页/共50页第三十七页，共50页。38nimjnijijijiiyxHxHyxPyxPyPxPxP11122)/()()/(log)/()()(log)(第37页/共50页第三十八页，共50页。39图4-21 二进制信源的熵H()第38页/共50页第三十九页，共50页。40息量为H(x)H(x/y)。这再次说明(shumng)H(x/y)即为因噪声而损失的平均信息量。x1x2x3y3y2y1接收端发送端。yn图4-22 无噪声信道模型P(xi)P(y1/x1)P(yn/xn)P(yj)xn第39页/共50页第四十页，共50

9、页。41第40页/共50页第四十一页，共50页。420011P(0/0) = 127/128P(1/1) = 127/128P(1/0) = 1/128P(0/1) = 1/128发送端图4-23 对称信道模型接收端第41页/共50页第四十二页，共50页。43第42页/共50页第四十三页，共50页。44第43页/共50页第四十四页，共50页。45n由上式可见，连续信道的容量Ct和信道带宽B、信号功率S及噪声功率谱密度(md)n0三个因素有关。第44页/共50页第四十五页，共50页。46)/(1log02sbBnSBCt1)1ln(lim/10 xxxaealnloglog22第45页/共50页第四十六页，共50页。47020/120044. 1log)1 (loglimlimnSenSxn