通信原理(第六版)第4章-在線瀏覽
2025-06-17 12:10本頁面
【正文】 ?m ? 典型的有線通信 ? 長途通信 市話局間通信 用戶線通信 光波波長 （ ?m） ?m ?m 圖 412光纖損耗與波長的關(guān)系 有線信道 8 無線信道 ? 無線信道 ? 無線信道電磁波的頻率 － 受天線尺寸限制 頻率越低，天線尺寸越大。所以用于無線通信的電磁波頻率都比較高。 r－地球等效半徑 (約 6370km) [例 ] 若要求 D = 50 km，則由式 () d d h 接收天線 發(fā)射天線 傳播途徑 D 地面 r r 圖 43 視線傳播 圖 44 無線電中繼 50822 DrDh ?? m m505050508222???? DrDh 無線信道 12 圖 47 對流層散射通信 地球 有效散射區(qū)域 ?散射傳播 ?電離層散射 機(jī)理 － 由電離層不均勻性引起 頻率 － 30 ~ 60 MHz 距離 － 1000 km以上 ?對流層散射 機(jī)理 － 由對流層不均勻性（湍流）引起 頻率 － 100 ~ 4000 MHz 最大距離 600 km 無線信道 13 ?流星余跡散射 流星余跡特點(diǎn) － 高度 80 ~ 120 km，長度 15 ~ 40 km 存留時間：小于 1秒至幾分鐘 頻率 － 30 ~ 100 MHz 距離 － 1000 km以上 特點(diǎn) － 低速存儲、高速突發(fā)、斷續(xù)傳輸 圖 48 流星余跡散射通信 流星余跡 無線信道 14 ?典型的無線通信 ?移動通信 ?衛(wèi)星通信 ：靜止、移動衛(wèi)星 ?固定無線接入數(shù)據(jù) ?(數(shù)字 )微波中繼 ?海上、空中通信 ?山區(qū)固定電話 1 8 1 0 1 k m1 7 . 3 4 186。 是泛函數(shù)。 ?因 K(?, t)與 E i (?)相乘，故稱其為 乘性干擾 。 ?若 K(?, t)不隨 t變化或變化很小，近似為 K(?)，等價于時不變系統(tǒng) ，稱信道為 恒參信道， 。加性干擾正相反。線性系統(tǒng)中無失真條件： ?振幅～頻率特性： ，為水平直線時無失真 ?下圖為典型電話信道特性，用衰耗頻率特性便于表達(dá)， 因?yàn)閷o源信道，放大系數(shù) 總是小于 1。 ?其他失真 ： 頻率偏移、相位抖動 … 非線性關(guān)系 直線關(guān)系 圖 416 非線性特性 輸入電壓 輸出電壓 信道特性對信號傳輸?shù)挠绊? 23 信道特性對信號傳輸?shù)挠绊? ?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。又稱多徑效應(yīng)。 圖 多 徑 傳 播 示 意 圖24 ?時間衰落： 由于信道特性隨時間變化使接收信號幅度忽大忽小。 ?多徑效應(yīng)分析： ?時間快衰落 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； 都是隨機(jī)變化的。這兩個分量的振幅分別是緩慢隨機(jī)變化的?？煞Q為 時間衰落 。另外一種由傳播條件引起的衰落： 慢衰落 －衰落周期很長。 求 ：此多徑信道的傳輸函數(shù) 設(shè) f (t)的傅里葉變換（即其頻譜）為 F(?)： )()( ?Ftf ?tutu圖 多 徑 傳 播 引 起 時 延 擴(kuò) 展28 （ ） 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 o s2s i n)c o s1(s i nc o s1122 ???????????? ???????? ? je j 信道特性對信號傳輸?shù)挠绊? 29 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 ?。由于信號頻譜隨頻率 起伏，故常稱其為 頻率選擇性衰落 。 設(shè) ?m － 多徑中最大的相對時延差 定義：相關(guān)帶寬 B＝ 1/?m 若不采取措施，可用帶寬為 圖 418 頻率選擇性衰落 2c o s2s i n)c o s1(s i nc o s1122 ???????????? ???????? ? je j 信道特性對信號傳輸?shù)挠绊? 1 1 ( 3 ~ 5 ) mB ??30 ?多普勒頻移和衰落頻率 對于移動通信，移動臺以一定的速度 v移動。 若移動臺處于來波與一個反 (散 )射體之間。 通過多徑信道傳輸?shù)男盘柣蚨嗷蛏俣季哂羞@種特性 32 信道特性對信號傳輸?shù)挠绊? ?隨參信道特性的改善－分集接收 隨參信道的衰落特性會嚴(yán)重影響通信質(zhì)量，有時甚至使通信無法進(jìn)行。最典型的有分集接收。 ?分集方法 ?合并方法 (加權(quán)求和法 ) 33 信道中的噪聲 ? 信道中的噪聲 ?噪聲 ?信道中存在的不需要的電信號。 ?按噪聲來源分類 ?人為噪聲 － 例：開關(guān)火花、電臺輻射 ?自然噪聲 － 例：閃電、大氣噪聲、 (來自外層空間的 )宇 宙噪聲、 (電子設(shè)備內(nèi)部的 )熱噪聲 ?熱噪聲 ? 來源：來自一切電阻性元器件中電子的熱運(yùn)動。 34 熱噪聲電壓有效值： 式中 k = ? 1023（ J/K） － 波茲曼常數(shù)； T － 熱力學(xué)溫度（ 186。 ?性質(zhì)： 高斯白噪聲 )V(4 k T R
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