通信原理第四章ppt課件-資料下載頁
2025-05-07 02:05本頁面
【正文】 ???? ????四、信道中的噪聲（ 2）： 起伏噪聲 ? 散彈噪聲：由真空電子管和半導(dǎo)體器件中電子發(fā)射的不均勻性引起的。具有較寬的頻譜。一般而言，在 100MHz以下的頻率范圍內(nèi)，散彈噪聲的功率譜密度可認(rèn)為是恒定值。 ? 宇宙噪聲：天體輻射波對接收機形成的噪聲。它在整個空間的分布是不均勻的。實踐證明宇宙噪聲也是服從高斯分布律的，在一般的工作頻率范圍內(nèi)，也具有平均的功率譜密度。 ? 綜上所述，這些起伏噪聲都可認(rèn)為是一種高斯噪聲，且在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)具有平坦的功率譜密度，并服從高斯分布，被近似地表述成高斯白噪聲 四、信道中的噪聲（ 2）： 起伏噪聲 帶寬定義 ?信號 (或噪聲 )帶寬：由信號 (或噪聲 )能量譜密度或功率譜密度在頻域的分布規(guī)律確定的 。 ?信道帶寬：由傳輸電路的傳輸特性決定的 。 根據(jù)信號的通頻帶 ， 對傳輸電路提出恰當(dāng)?shù)念l帶要求 ，盡量做到在信號不失真或失真不大的條件下提高信噪比 。 常用以下三種方法定義信號 (或噪聲 )帶寬 B： 設(shè) 帶通型噪聲 的功率譜密度 Pn(ω )如圖所示 ， 假設(shè)Pn(ω )在 ω 0及 ω 0處分別有最大值 Pn(ω 0)及 Pn(ω 0)， 信號帶寬定義 ?? ???? ?? 00 )(2)()(2 dffPdffPfPB nnnn)()()(2)(000 fPdffPfPdffPBnnnnn?? ???? ???等效矩形帶寬 用一個矩形的頻譜代替信號的頻譜，矩形頻譜具有的能量與信號能量相等。矩形頻譜的幅度為信號頻譜峰值。 由 得 ?以集中一定百分比的能量 (功率 )來定義 。 ???????dffPdffPnBnn)()(20? 可取 90％、 95％ 或 99％等。 對能量信號，可由 求出 Bn。 ?以能量譜 (功率譜 )密度下降 3dB內(nèi)的頻率間隔作為帶寬 對于信號能量譜 (功率譜 )密度具有明顯單峰形狀 ，且峰值位于 f=0處 ， 則信號帶寬 B為正頻率軸上譜密度下降到 3dB(半功率點 )處的相應(yīng)頻率間隔 。 012 ffB n ??得信號帶寬為 )(21)2( 01 fPfP nn ??由式 信號帶寬定義 五、信道容量 (1) ? 信息容量：單位時間內(nèi)信道上所能傳輸?shù)淖畲笮畔⒘俊? 實際信道中總存在于擾，此時如何計算信道容量？ ? 無記憶信道：每個輸出符號只取決于當(dāng)前的輸入符號，而與其它輸入符號無關(guān)。 ? 對稱信道：信道的輸入和輸出分別具有相同集合的元素。 ? 有擾無記憶離散信道的信道容量 ：如圖 421 發(fā)送 xi收到 yi所得的信息量 = xi所含信息量 收到 yi后對 xi的不確定程度 )) . . . (/()()/(l o g)()/()(l o g)(/0202???????????? ? ?????yxHxHyxpxpyxpxpxpniiiimjjiiiii符號平均信息量定義信息傳輸速率：信道在單位時間內(nèi)所傳輸?shù)钠骄畔⒘? ? 設(shè)單位時間傳送的符號數(shù)為 r，則信息傳輸速率為： )()]/()([ ??? yxHxHrR r:單位時間傳送的符號數(shù)、 H(x):每個符號平均信息量、H(x/y):發(fā)送符號在有噪聲的信道中傳輸平均丟失的信息量 ? 信息傳輸速率 與單位時間傳送的符號目、信息源的概率分布以及信道干擾的概率分布有關(guān)。當(dāng)信道一定時，干擾的概率分布是確定的。則 信息傳輸速率 僅與信息源的概率分布有關(guān)。 ? 信道容量的定義：信道最大可能的傳輸信息的速率，即對于一切可能的信息源概率分布來說，信道傳輸信息的速率 R的最大值稱為 信道容量 C ： ? ? ? ? ? ? ). . . ()/()(m a xm a x )()( ???? yxHxHrRC xpxp[例 41] 五、信道容量 (2) ? 連續(xù)信道的信道容量 ：假設(shè)輸入信道的加性高斯白噪聲功率為 N(瓦 W)，信道的帶寬為 B(Hz)，信號功率為 S(瓦 W)，則可以證明，該信道的信道容量為： )()1(lo g02??? Bn SBC可見，連續(xù)信道的信道容量受“三要素” —— S、 N、 B的限制。只要這三要素確定，則信道容量也就隨之確定。 )( o gl i m02????? nSeBCB上式表明，保持 S/no一定，即使信道帶寬 B→∞ ，信道容量 C也是有限的，這是因為信道帶寬 B→∞ 時，噪聲功率 N也趨于無窮大。 [例 ] 五、信道容量 (3) ?第 4章 思考題： 46， 48， 418 習(xí) 題： 41， 45， 47 第四章 作 業(yè)
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