通信系統(tǒng)原理第3章(編輯修改稿)
2025-05-29 05:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 信 道 如果信道的 相位 —— 頻率特性偏離線性關(guān)系，即 φ (ω) ≠ ωtd 時，由于信號的各次諧波通過信道后的相位關(guān)系發(fā)生改變，疊加后波形就產(chǎn)生了失真，稱為相位頻率失真，也稱相位畸變。由于相位頻率特性的非線性性轉(zhuǎn)化為時延不一致而導(dǎo)致的失真，也稱為群時延 —— 頻率失真。 產(chǎn)生原因：濾波器、加感線圈。 影響：語音信號， 基諧時間關(guān)系失真，視頻影響大。 數(shù)字信號，產(chǎn)生串?dāng)_。 第 3章 信 道 三、隨參信道特性及其對信號傳輸?shù)挠绊? ? 隨參信道包括短波電離層反射信道、超短波流星余跡散射、超短波及微波對流層散射、超短波電離層散射等。 ? 對流層： 10km～ 12km以下大氣層 電離層： 60～ 600km大氣層 第 3章 信 道 41 第 3章 信 道 ? 隨參信道的影響 ? 隨參信道：又稱時變信道，信道參數(shù)隨時間而變。 ? 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： ? 衰減隨時間變化 ? 時延隨時間變化 ? 多徑效應(yīng) ：信號經(jīng)過幾條路徑到達(dá)接收端， 而且每條路徑的長度（時延）和衰減都隨時間而變，即存在多徑傳播現(xiàn)象。 下面重點分析多徑效應(yīng) 42 第 3章 信 道 ? 多徑效應(yīng)分析： 設(shè) 發(fā)射信號為 接收信號為 () 式中 － 由第 i條路徑到達(dá)的接收信號振幅； － 由第 i條路徑達(dá)到的信號的時延； 上式中的 都是隨機變化的。 tA 0cos?0011( ) ( ) c o s [ ( ) ] ( ) c o s [ ( ) ]nni i i iiiR t t t t t t t? ? ? ? ? ???? ? ? ???)(ti?)(ti?)()( 0 tt ii ??? ??)(),(),( ttt iii ???43 第 3章 信 道 應(yīng)用三角公式可以將式 () 改寫成： () 上式中的 R(t)可以看成是由互相正交的兩個分量組成的。式中 － 接收信號的包絡(luò) －接收信號的相位 ? ?? ????? niniiiii tttttttR1 100 )](c os [)()]([c os)()( ??????? ?? ???niniiiii tttttttR1 100 s i n)(s i n)(c os)(c os)()( ??????)](c o s[)(si n)(c o s)()(000tttVttXttXtR sc????????)()()( 22 tXtXtV sc ??)()(t a n)( 1tXtXtcs???44 第 3章 信 道 所以，接收信號可以看作是一個包絡(luò)和相位隨機緩慢變化的窄帶信號： 結(jié)論：發(fā)射信號為單頻恒幅正弦波時，接收信號因多徑效應(yīng)變成包絡(luò)起伏的窄帶信號。 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。 另外一種衰落：慢衰落 － 由傳播條件引起的。 45 第 3章 信 道 （ ） 則有 上式兩端分別是接收信號的時間函數(shù)和頻譜函數(shù) ， 故得出此多徑信道的傳輸函數(shù)為 上式右端中， A － 常數(shù)衰減因子， － 確定的傳輸時延， － 和信號頻率 ?有關(guān)的復(fù)因子，其模為 )()( ?Ftf ?0)()( 0 ???? jeAFtAf ???)(0 0)()( ?????? ????? jeAFtAf)1()()()( 000 ???????? jj eeAFtAftAf ?? ??????)1()( )1()()( 00 ??????????? jjjj eAeFeeAFH ???? ????0??je?)1( ??je??2c os2s i n)c os1(s i nc os1122 ???????????? ???????? ? je jf(t)延遲t0延遲t0+ ?V0f(tt0)+V0f(tt0 τ )V0V000002 2 2020( ) ( 1 )()2 c os( )2jt jj j jjtjjtH V e eV e e e eV e e? ??? ? ?? ? ????????? ????????????第 3章 信 道 47 第 3章 信 道 按照上式畫出的模與角頻率 ?關(guān)系曲線： 曲線的最大和最小值位置決定于兩條路徑的相對時延差 ?。而 ? 是隨時間變化的，所以對于給定頻率的信號，信號的強度隨時間而變，這種現(xiàn)象稱為 衰落 現(xiàn)象。由于這種衰落和頻率有關(guān)，故常稱其為 頻率選擇性衰落 。 圖 318 多徑效應(yīng) 2c os2s i n)c os1(s i nc os1122 ???????????? ???????? ? je j48 圖 319 多徑效應(yīng) 第 3章 信 道 定義：相關(guān)帶寬 Δf ＝ 1/? 實際情況：有多條路徑。 設(shè) ?m － 多徑中最大的相對時延差 定義：相關(guān)帶寬＝ 1/?m 多徑效應(yīng)的影響： 多徑效應(yīng)會使數(shù)字信號的碼間串?dāng)_增大。為了減小碼間串?dāng)_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(yīng)的影響也隨之減輕。 為了不引起明顯的頻率選擇性衰弱， B應(yīng)小于 Δf且采用一定措施使信號穩(wěn)定。一般取 B=（ 1/3~1/5） 1/ ?m 。 3． 改善隨參信道特性的措施 ? 最基本的抗衰落措施是分集接收技術(shù)。分集接收就是分散接收，集中匯總輸出。 ? 采用頻譜擴展技術(shù) ， 以帶寬來換取可靠性 。 分集接收技術(shù) ? 空間分集。在接收端
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