第一章通信緒論(編輯修改稿)
2025-01-16 06:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。但在通信系統(tǒng)的分析研究中，為簡化系統(tǒng)模型和突出重點，常把信道的范圍適當擴大，除了傳輸介質(zhì)外，還包括系統(tǒng)的有關部件和電路，如天線、混頻器、放大器及調(diào)制解調(diào)器等，我們把這種擴大了的信道稱為廣義信道。 信道及信道容量 下一頁 返回 ? ? 狹義信道通常按具體介質(zhì)的不同分為有線信道和無線信道。所謂有線信道是指傳輸介質(zhì)為架空明線、對稱電纜、同軸電纜、光纜及波導管等這類能看得見的介質(zhì)。有線信道是現(xiàn)代通信網(wǎng)中最常用的信道之一，如光纜廣泛應用于（長途）干線傳輸，對稱電纜則常用作近程（市內(nèi)電話）傳輸。無線信道是指傳輸介質(zhì)為自由空間的信道。無線信道具有方便靈活的特點，在移動通信中只能采用無線信道，但其傳輸特性沒有有線信道穩(wěn)定可靠。 ? 廣義信道通常也可分為兩種：調(diào)制信道和編碼信道。調(diào)制信道是從研究調(diào)制和解調(diào)的基本問題出發(fā)而定義的， 信道及信道容量 下一頁 返回 上一頁 ? 包括從調(diào)制器的輸出端至解調(diào)器的輸入端的所有環(huán)節(jié)。從調(diào)制和解調(diào)的角度來看，從調(diào)制器的輸出端至解調(diào)器的輸入端的所有電路和傳輸介質(zhì)，僅僅是對已調(diào)信號進行了某種形式的變換，我們只關心變換的最終結果，而不關心這個變換的過程。因此，在研究調(diào)制和解調(diào)的基本問題時，采用調(diào)制信道是方便和恰當?shù)摹? ? 在數(shù)字通信系統(tǒng)中，如果僅著眼于編碼和譯碼問題，則可定義另一種廣義信道 — 編碼信道。編碼信道是指從編碼器的輸出端至譯碼器的輸入端所有環(huán)節(jié)。從編譯碼角度來看，編碼器輸出為某一數(shù)字序列，譯碼器的輸入為進行了某種變換的數(shù)字序列。因此，從編碼器的輸出端至譯碼器的輸入端 , 信道及信道容量 下一頁 返回 上一頁 ? 所有電路和傳輸介質(zhì)可以用一個可以進行數(shù)字序列變換的信道加以概括，此信道稱為編碼信道。 ? 調(diào)制信道和編碼信道的示意圖如 圖 16所示。另外，根據(jù)研究對象和關心問題的不同，也可以定義其他形式的廣義信道編碼器輸出調(diào)制器發(fā)轉換器傳輸介質(zhì)收轉換器解調(diào)器譯碼器輸入調(diào)制信道編碼信道 ? ? 通常，為了方便地描述信道的一般特性，有必要引入信道模型的概念。 信道及信道容量 下一頁 返回 上一頁 ? 1．調(diào)制信道模型 ? 調(diào)制信道的輸入、輸出為連續(xù)信號（模擬信號），也可稱為連續(xù)信道。通過對調(diào)制信道的大量觀察后，可得出它具有如下主要特性： ? （ 1）具有一對（或多對）輸入、輸出端； ? （ 2）絕大部分信道是線性的，即滿足疊加原理； ? （ 3）信號通過信道會有一定的延時； ? （ 4）信號通過信道會有一定的損耗（固定損耗或時變損耗）； 信道及信道容量 下一頁 返回 上一頁 ? （ 5）沒有信號輸入時，信道輸出端仍有噪聲輸出。 ? 根據(jù)以上特性，最基本的單端輸入、單端輸出調(diào)制信道可以用圖 17所示模型來等效。該模型對于多端輸入、多端輸出的調(diào)制信道同樣適用。 ? 其輸入信號和輸出信號之間的關系可以用下式來表示： ? ? 即調(diào)制信道的一般數(shù)學模型。 k(t)稱為乘性因子，是一個很復雜的函數(shù)，它反映信道特性，表征信道傳輸特性對信號的影響，這種影響包括各種失真，如線性失真、非線性失真、傳輸衰減及延遲等。 信道及信道容量 下一頁 返回 上一頁 )()()()( tntetkte io ?? ? 一般來講，它是時間 t的函數(shù)，因此調(diào)制信道可等效為一線性時變網(wǎng)絡。若 k(t)隨時間隨機變化，則可稱這種調(diào)制信道為隨機參量信道，簡稱隨參信道；若 k(t)基本上不隨時間改變，或則變化極小，則將這種信道稱為恒定參量信道，簡稱恒參信道。因此，調(diào)制信道也可分為隨參信道和恒參信道兩大類。一般來講，無線信道基本屬于隨參信道，有線信道基本屬于恒參信道。 ? N(t)表示信道噪聲，由于不管有無信號，在信道輸出端總有噪聲輸出，因此它是以疊加的形式作用于信道，可以用一個疊加網(wǎng)絡來表示。理想的調(diào)制信道 k(t)等于 1， n(t)等于 0，即信號經(jīng)過該信道實際不失真，也不疊加噪聲。 信道及信道容量 下一頁 返回 上一頁 ? 2．編碼信道模型 ? 編碼信道的輸入、輸出為數(shù)字序列，由圖 14可看出編碼信道包含了調(diào)制信道。由于調(diào)制信道的非理想特性，數(shù)字序列在通過編碼信道時會出現(xiàn)差錯，如二進制序列中的“ 0”變?yōu)椤?1”或是“ 1”變?yōu)椤?0”。所以，可以用錯誤概率來描述編碼信道的特性，這種錯誤概率常稱為轉移概率，用 P(b/a)來表示，其含義是：當輸入為符號 a時，輸出為符號 b的概率。 圖 18為常見的二進制無記憶（當前碼元的差錯與其前后碼元的差錯沒有依賴關系）編碼信道的模型。
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