通信系統(tǒng)原理第3章-wenkub
2023-05-17 05:49:12 本頁(yè)面
【正文】 遠(yuǎn)。 ?帶寬和傳輸距離 ：決定于銅線的粗細(xì) 第 3章 信 道 同軸電纜結(jié)構(gòu) ?中心導(dǎo)體 —傳遞信號(hào) ?絕緣體 —隔絕 ?屏蔽網(wǎng) —接地 ?外層包覆 —保護(hù)外皮 第 3章 信 道 同軸電纜的分類 ?基帶同軸電纜： 50歐姆電纜，用于數(shù)字傳輸。 第 3章 信 道 ? 本章重點(diǎn) ： 信道傳輸特性和噪聲的特性，及其對(duì)于信號(hào)傳輸?shù)挠绊?。一般來(lái)說(shuō) ,實(shí)際信道都不是理想的。 ? 信道具有非理想的頻率響應(yīng)特性。 ? 信道分類： ? 狹義信道 ? 無(wú)線信道 － 地波傳播、短波電離層反射、超短波或微波、人造衛(wèi)星中繼、對(duì)流層散射、流星余跡散射以及移動(dòng)無(wú)線電信道等 ? 有線信道 － 電線、光纖 ? 廣義信道 ? 信道中的干擾： ? 有源干擾 － 噪聲 ? 無(wú)源干擾 － 傳輸特性不良 第 3章 信 道 一、 信道的定義與分類 狹義信道是發(fā)送設(shè)備和接受設(shè)備之間用以傳輸信號(hào)的傳輸媒質(zhì)。數(shù)據(jù)傳輸速率： 10Mb/s， 信號(hào)傳輸距離： 。 ?價(jià)格貴，很重，無(wú)法結(jié)構(gòu)化布線 ?應(yīng)用：電視網(wǎng)絡(luò)、近距離計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、長(zhǎng)途電話傳輸 第 3章 信 道 光纖、光纜 ?軸心 ：玻璃材 質(zhì) , 用來(lái)傳送 光波 訊號(hào) 。 ?多模光 纖 ： 軸心直徑較寬 ,約 50~100 微米 ,傳輸距離 短 , 傳輸 效能 略差 。 900MHz、 1800MHz等頻段。 ? 因 k(t)與 e i (t)相乘，故稱其為 乘性干擾 。 )()()()( tntetkte io ??31 第 3章 信 道 編碼信道模型 ? 二進(jìn)制編碼信道簡(jiǎn)單模型 － 無(wú)記憶信道模型 ? P(0 / 0)和 P(1 / 1) － 正確轉(zhuǎn)移概率 ? P(1/ 0)和 P(0 / 1) － 錯(cuò)誤轉(zhuǎn)移概率 ? P(0 / 0) = 1 – P(1 / 0) ? P(1 / 1) = 1 – P(0 / 1) P(1 / 0) P(0 / 1) 0 0 1 1 P(0 / 0) P(1 / 1) 圖 313 二進(jìn)制編碼信道模型 發(fā)送端 接收端 32 第 3章 信 道 ? 四進(jìn)制編碼信道模型 0 1 2 3 3 2 1 0 接收端 發(fā)送端 33 第 3章 信 道 信道特性對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊? ? 恒參信道的影響 ? 恒參信道舉例：各種有線信道、衛(wèi)星信道 … ? 恒參信道 ? 非時(shí)變線性網(wǎng)絡(luò) ? 信號(hào)通過(guò)線性系統(tǒng)的分析方法。這種振幅頻率特性的不理想導(dǎo)致信號(hào)通過(guò)信道時(shí)波形發(fā)生失真，又稱為幅度頻率失真。 ω φ(ω) ωtd ω τ (ω) td 0 0 此時(shí)信號(hào)的不同頻率成分將有相同的群遲延，因而信號(hào)經(jīng)傳輸后不發(fā)生畸變。 影響：語(yǔ)音信號(hào)， 基諧時(shí)間關(guān)系失真，視頻影響大。 ? 隨參信道舉例：天波、地波、視距傳播、散射傳播 … ? 隨參信道的特性： ? 衰減隨時(shí)間變化 ? 時(shí)延隨時(shí)間變化 ? 多徑效應(yīng) ：信號(hào)經(jīng)過(guò)幾條路徑到達(dá)接收端， 而且每條路徑的長(zhǎng)度（時(shí)延）和衰減都隨時(shí)間而變，即存在多徑傳播現(xiàn)象。 這種包絡(luò)起伏稱為快衰落 － 衰落周期和碼元周期可以相比。由于這種衰落和頻率有關(guān)，故常稱其為 頻率選擇性衰落 。因?yàn)?，若碼元速率降低，則信號(hào)帶寬也將隨之減小，多徑效應(yīng)的影響也隨之減輕。分集接收就是分散接收，集中匯總輸出。 ? 頻率分集 。 ? 極化分集。 ? 又稱加性干擾。 ? 窄帶噪聲 ：來(lái)自相鄰電臺(tái)或其他電子設(shè)備，其頻譜或頻率位置通常是確知的或可以測(cè)知的。 53 第 3章 信 道 信道容量 信道容量 － 指信道能夠傳輸?shù)淖畲笃骄畔⑺俾省? －為接收 yj符號(hào)已知后，發(fā)送符號(hào) xi的平均信息量。 )1(l o g)1(l o g)( 22 ????? ?????H圖 321 二進(jìn)制信源的熵 H(?) 58 第 3章 信 道 ? 無(wú)噪聲信道 ? 信道模型 ? 發(fā)送符號(hào)和接收符號(hào) 有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。這再次說(shuō)明 H(x/y)即為因噪聲而損失的平均信息量。 。 yn 圖 322 無(wú)噪聲信道模型 P(xi) P(y1/x1) P(yn/xn) P(yj) xn 59 第 3章 信 道 ? 容量 C的定義：每個(gè)符號(hào)能夠傳輸?shù)钠骄畔⒘孔畲笾? (比特 /符號(hào) ) ? 當(dāng)信道中的噪聲極大時(shí)， H(x / y) = H(x)。試畫出此信道模型，并求此信道的容量 I和 C。 但是，當(dāng) B ? ?時(shí)， C將趨向何值？ 令： x = S / n0B，上式可以改寫為： 利用關(guān)系式 上式變?yōu)? 20l o g 1 ( / )SC B b snB???? ????? ? 1/0 220 0 0l o g 1 l o g 1 xBnS S SCxn S n B n??? ? ? ?????1)1ln (lim /10 ??? xx x aea lnlo glo g 22 ??1/2200 0 0l i m l i m l o g ( 1 ) l o g 1 . 4 4xBx S S SC x en n n? ? ?? ? ? ?65 第 3章 信 道 上式表明，當(dāng)給定 S / n0時(shí)，若帶寬 B趨于無(wú)窮大，信道容量不會(huì)趨于無(wú)限大，而只是 S / n0的 。 2 2 20 0 0/l o g 1 l o g 1 l o g 1b b bE T ESC B B Bn B n B n? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?20l o g 1 ( / )SC B b snB???? ????67 第 3章 信 道 【 例 】 已知黑白電視圖像信號(hào)每幀有 30萬(wàn)個(gè)像素；每個(gè)像素有 8個(gè)亮度電平；各電平獨(dú)立地以等概率出現(xiàn)；圖像每秒發(fā)送 25幀。這兩部分內(nèi)容作為新技術(shù)提出。 【 解 】 因?yàn)槊總€(gè)像素獨(dú)立地以等概率取 8個(gè)亮度電平，故每個(gè)像素的信息量為 Ip = log2(1/ 8) = 3 (b/pix) () 并且每幀圖像的信息量為
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