1、通信原理,第四章 信道,本章结构,4.2 信道的定义、分类及数学模型 4.3 恒参信道的概念和实例 4.4 随参信道的概念和实例 4.5 信道中的噪声种类 4.6 信道容量,4.2 信道的定义、分类及数学模型,4.2.1 信道的定义和分类 狭义的“信道”概念： 传输信号的物理媒质（如光纤、双绞线等） 广义的“信道”概念： 在传输信号过程中，所使用的设备和资源的总称。它们是信号的“必经之路”。,广义信道的范围,调制信道,调 制 器,解 调 器,编码信道,编 码 器,解 码 器,划分广义信道的目的是为了使科研细化，“各司其职”,拓展知识：数字通信中的信道分类,很多现代通信系统中，常把信道分成2大类
2、： 物理信道 就是传输信号的物理媒质 逻辑信道 一系列完成一项共同功能的数据的组合 一条物理信道可能对应多条逻辑信道,在学习第10章“复用”后大家就容易理解了,4.2.2 信道的数学模型,1、调制（连续）信道模型 用2对端网络，或多对端网络来分析模拟信道,2对端网络（如串行点对点通信）,多对端网络（如并行通信、多播通信）,2、无失真传输的数学模型,“无失真传输” 和“失真”的定义 在不考虑噪声的情况下，如果信号在传输中只是幅度上的等比例衰减和时间上的同步延迟，则可看作无失真传输 “失真”的特点是信号畸变（其本质是产生了新的频率成分，或频率分布发生改变）,经信道传输,无失真,失真,无失真传输的转
3、移函数H(),3、编码（离散）信道模型,通常使用“转移概率”来描述，画成图形：,例4.1已知某数字信道模型如下，求误码率（设信源发送0/1等概率）,4.3 恒参信道的概念和实例,恒参信道的概念 参数（即转移函数）基本不随时间变化 常见的恒参信道 架空明线（已经基本淘汰） 对称电缆（如电话线、网线等） 同轴电缆（如有线电视电缆） 光纤信道,4.4 随参信道的概念和实例,随参信道的概念 参数（即转移函数）随时间变化而变化 常见的随参信道 电离层、对流层反射通信 移动通信,4.5 信道中的噪声种类,噪声,加性噪声,乘性噪声 （多由信道的多径效应引起，移动通信中有详细分析）,人为噪声,自然噪声,内部噪
4、声,统称为 起伏噪声 （通常看作高斯白噪声）,最常见：宇宙噪声,最常见：热噪声散弹噪声,所以，在后面很多分析时，噪声都认为是高斯白噪声,4.6 信道容量（重点章节）,离散信道的容量涉及信息论的知识，而实际通信系统中的信道大部分属于连续信道，所以我们重点学习连续信道的容量,香农公式的另一种形式,由于实际中的噪声大多可看成高斯白噪声，所以噪声功率可用带宽和白噪声的功率谱n0来表示，即,信道容量与3要素的关系 （由香农公式得出的推论）,例4.1(教材的例题4.1.1),根据信道容量的概念，信道容量是Rb的最大值，所以,例4.2一幅图像由200像素组成，每个像素有16种色彩度（等概率），每个色彩度有8个亮度等级（等概率），信道带宽为10kHz，S/N为30dB 求传输这幅图像至少需要多少时间？,根据信道容量的概念，信道容量是Rb的最大值，即,可推出S/N=1000,本章重点,信号无失真传输的条件（即转移函数） 香农定理、推论、计算作业： 课后习题12 , 13,14,15,
