《通信原理》樊昌信曹丽娜编著第六版课件第4章信道

《通信原理》樊昌信曹丽娜编著第六版课件第4章信道•信道概述•恒参信道特性•变参信道特性•信道编码与解码目•信道中的噪声与干扰录contents01信道概述CHAPTER信道的定义与分类信道的定义信道是通信系统中传输信息的媒介或通道，负责传输信号，使发送端输出的信号转换成接收端输入的信号信道分类信道可以根据传输介质、工作频段、多路复用方式等进行分类，如有线信道和无线信道、频分信道和时分信道等信道的数学模型理想信道模型理想信道模型是一种简化的数学模型，用于描述信号在信道中传输时不会发生任何畸变或失真实际信道模型实际信道模型考虑了信号在传输过程中受到的各种干扰和衰减，如热噪声、失真、多径效应等信道容量信道容量的定义信道容量是描述信道传输信息能力的物理量，表示在给定信噪比条件下，信道能够达到的最大数据传输速率香农公式香农公式是计算信道容量的基本公式，表示了信道容量与信号带宽、信噪比之间的关系，是通信系统设计的重要依据02恒参信道特性CHAPTER恒参信道对信号的影响信号失真恒参信道对信号的传输过程中，可能会引起信号的失真，影响信号的完整性信号衰减恒参信道中的传输介质会对信号造成衰减，导致信号幅度减小信号延迟恒参信道中的传输介质可能会引起信号的延迟，导致信号到达时间延长典型恒参信道有线信道如双绞线、同轴电缆等，其特性参数在一定范围内保持恒定无线信道如卫星通信信道，其特性参数受环境影响较小，相对较为稳定恒参信道性能指标带宽衰减恒参信道的带宽决定了信号传输速率和信息容恒参信道中的信号衰减程度，影响信号传输距量离和接收信号强度时延恒参信道引起的信号延迟时间，影响信号的同步和定时性能03变参信道特性CHAPTER变参信道对信号的影响信号失真变参信道中的信号传输会受到信道特性的影响，导致信号失真信号延迟信号衰减由于信道参数的变化，信号在传输过程中会信道参数的变化可能导致信号能量衰减，影产生延迟响信号的传输质量典型变参信道无线移动信道01由于移动设备的移动性和环境因素，无线移动信道具有时变特性光纤信道02光纤信道中的折射率、光强等参数会发生变化，导致信号传输特性变化音频传输信道03音频传输信道受到环境噪声、传输介质等因素的影响，表现出变参特性变参信道性能指标传输带宽变参信道在传输信号时需要足够的带宽来保证信号质量传输速率误码率变参信道限制了信号的传输速率，以保证信变参信道可能导致信号传输中出现误码，需号的传输质量要通过技术手段降低误码率04信道编码与解码CHAPTER信道编码原理01信道编码是一种通过增加冗余信息来提高数据传输可靠性的技术02信道编码器将输入的数据流进行编码，通过增加额外的信息位，使得在传输过程中出现错误时能够被检测和纠正03常见的信道编码原理包括线性分组码、循环码、卷积码等常见信道编码方法线性分组码将信息位按照一定的规则分成若干组，每组包含一定数量的信息位和校验位，通过线性组合的方式进行编码循环码一种纠错码，其码字具有循环移位的性质，即任何一个码字循环移位后仍然是另一个有效的码字卷积码将输入的信息位进行一定的变换，生成具有一定约束关系的码字序列信道解码方法硬判决解码根据接收到的信号的幅度或相位信息进行判决，确定码元的值软判决解码利用接收到的信号的幅度和相位信息，通过一定的算法进行解码，以获得更高的解码性能05信道中的噪声与干扰CHAPTER噪声的分类与特性自然噪声人工噪声由自然现象引起的噪声，如雷电、风暴由人为因素产生的噪声，如机械振动、电等磁干扰等VS噪声的分类与特性不同时间点的噪声之间可能存在相关性相关性噪声的幅度分布通常服从某种概率密度函数幅度分布噪声的出现是随机的，无法预测随机性干扰的来源与影响邻近信道干扰来自相邻信道的信号干扰远端干扰由远端信号通过信道传播到接收端的干扰干扰的来源与影响要点一要点二内部干扰误码率增加由通信系统内部产生的干扰干扰导致接收端误码率上升干扰的来源与影响数据速率下降通信质量下降干扰限制了通信系统的数据传输速率干扰导致语音或视频通话质量下降抗噪声干扰的措施信噪比提升频域抗干扰技术通过提高发送信号的功率或降低接收采用频域滤波、扩频、跳频等技术来机噪声功率来提高信噪比，从而提高降低干扰的影响通信质量时域抗干扰技术空域抗干扰技术采用信号同步、去抖动等技术来减小采用天线分集、波束成形等技术来降干扰对信号的影响低空间传播中的干扰。