通信原理第六版第4章(編輯修改稿)
2025-05-27 12:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ??????????? ???????? ? je j24 圖 418 多徑效應 第 4章 信 道 定義：相關帶寬＝ 1/? 實際情況：有多條路徑。 設 ?m － 多徑中最大的相對時延差 定義：相關帶寬＝ 1/?m 多徑效應的影響： 多徑效應會使數(shù)字信號的碼間串擾增大。為了減小碼間串擾的影響，通常要降低碼元傳輸速率。因為，若碼元速率降低，則信號帶寬也將隨之減小，多徑效應的影響也隨之減輕。 25 第 4章 信 道 ? 接收信號的分類 ?確知信號 ：接收端能夠準確知道其碼元波形的信號 ?隨相信號 ：接收碼元的相位隨機變化 ?起伏信號 ：接收信號的包絡隨機起伏、相位也隨機變化。 通過多徑信道傳輸?shù)男盘柖季哂羞@種特性 26 第 4章 信 道 ? 信道中的噪聲 ? 噪聲 ?信道中存在的不需要的電信號。 ?又稱加性干擾。 ? 按噪聲來源分類 ?人為噪聲 － 例：開關火花、電臺輻射 ?自然噪聲 － 例：閃電、大氣噪聲、宇宙噪聲、 熱噪聲 27 第 4章 信 道 ? 熱噪聲 ?來源：來自一切電阻性元器件中電子的熱運動。 ?頻率范圍：均勻分布在大約 0 ～ 1012 Hz。 ?熱噪聲電壓有效值： 式中 k = ? 1023（ J/K） － 波茲曼常數(shù)； T － 熱力學溫度（ 186。K ）； R － 阻值（ ?）； B － 帶寬（ Hz）。 ?性質(zhì)： 高斯白噪聲 )V(4 k T R BV ?28 第 4章 信 道 ? 按噪聲性質(zhì)分類 ?脈沖噪聲 ： 是突發(fā)性地產(chǎn)生的，幅度很大，其持續(xù)時間比間隔時間短得多。其頻譜較寬。電火花就是一種典型的脈沖噪聲。 ?窄帶噪聲 ：來自相鄰電臺或其他電子設備，其頻譜或頻率位置通常是確知的或可以測知的。可以看作是一種非所需的連續(xù)的已調(diào)正弦波。 ?起伏噪聲 ：包括熱噪聲、電子管內(nèi)產(chǎn)生的散彈噪聲和宇宙噪聲等。 討論噪聲對于通信系統(tǒng)的影響時，主要是考慮起伏噪聲，特別是熱噪聲的影響。 29 第 4章 信 道 ? 窄帶高斯噪聲 ?帶限白噪聲：經(jīng)過接收機帶通濾波器過濾的熱噪聲 ?窄帶高斯噪聲：由于濾波器是一種線性電路，高斯過程通過線性電路后，仍為一高斯過程，故此窄帶噪聲又稱窄帶高斯噪聲。 ?窄帶高斯噪聲功率： 式中 Pn(f) － 雙邊噪聲功率譜密度 ????? dffPP nn )(30 第 4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? ? 離散信道容量 ?兩種不同的度量單位： ? C － 每個符號能夠傳輸?shù)钠骄畔⒘孔畲笾? ? Ct － 單位時間（秒）內(nèi)能夠傳輸?shù)钠骄畔⒘孔畲笾? ? 兩者之間可以互換 31 第 4章 信 道 ?計算離散信道容量的信道模型 ? 發(fā)送符號： x1， x2， x3， … ， xn ? 接收符號： y1， y2， y3， … ， ym ? P(xi) = 發(fā)送符號 xi 的出現(xiàn)概率 ， i ＝ 1， 2， …， n； ? P(yj) = 收到 yj的概率， j ＝ 1， 2， … ， m ? P(yj/xi) = 轉移概率， 即發(fā)送 xi的條件下收到 yj的條件概率 x1 x2 x3 y3 y2 y1 接收端 發(fā)送端 xn 。 。 。 ym 圖 420 信道模型 P(xi) P(y1/x1) P(ym/x1) P(ym/xn) P(yj) 32 第 4章 信 道 ?計算收到一個符號時獲得的平均信息量 ? 從信息量的概念得知：發(fā)送 xi時收到 yj所獲得的信息量等于發(fā)送 xi前接收端對 xi的不確定程度（即 xi的信息量）減去收到 yj后接收端對 xi的不確定程度。 ? 發(fā)送 xi時收到 yj所獲得的信息量 = log2P(xi) [log2P(xi /yj)] ? 對所有的 xi和 yj取統(tǒng)計平均值，得出收到一個符號時獲得的平均信息量： 平均信息量 / 符號 ＝ ? ? ?? ? ??????nimjnijijijii yxHxHyxPyxPyPxPxP1 1 122 )/()()]/(l o g)/()([)(l o g)(33 第 4章 信 道 平
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