文档介绍：信道
信号传输必须经过信道。信道是任何一个通信系统必不可少的组成部分,信道特性将直接影响通信的质量。
研究信道和噪声的目的是为了提高传输的有效性和可靠性。
信道的定义和分类
它可以分为狭义信道和广义信道。
狭义信道:仅只信号的传输媒质。例如架空明线、电缆、光纤、波导、电磁波等等。
广义信道:除了传输媒介外,还包括有关的部件和电路,如天线与馈线、功率放大器、滤波器、混频器、调制器与解调器等等。
在模拟通信系统中,主要是研究调制和解调的基本原理,其传输信道可以用调制信道来定义。调制信道的范围是从调制器的输出端到解调器的输入端。
在数字通信系统中,我们用编码信道来定义。编码信道的范围是从编码器的输出端至译码器的输入端。调制信道和编码信道的划分如图所示。
信源
编码器
信宿
译码器
调制信道
编码信道
媒介
发转换器
调制器
收转换器
解调器
无论何种信道,传输媒质是主要的。通信质量的好坏,主要取决于传输媒质的特性。
信道模型
信道模型
调制信道模型
调制信道具有以下特性:
(1) 它们具有一对(或多对)输入端和一对(或多对)输出端。
(2) 绝大多数的信道是线性的,即满足叠加原理。
(3) 信道具有衰减(或增益)频率特性和相移(或延时)频率特性。
(4) 即使没有信号输入,在信道的输出端仍有一定的功率输出(噪声)。
时变线性网络
ei(t)
eo(t)
因此,调制信道可以看成一个输出端叠加有噪声的时变线性网络,如图所示。
网络的输入与输出之间的关系可以表示为,
式中,ei(t)是输入的已调信号,
e0(t)是信道的输出,
n(t)为加性噪声(或称加性干扰),它与ei(t)不发生依赖关系。
f[ei(t)]由网络的特性确定,它表示信号通过网络时,输出信号与输入信号之间建立的某种函数关系。作为数学上的一种简洁,令f[ei(t)]=k(t)*ei(t)。其中,k(t)依赖于网络特性,它对ei(t)来说是一种乘性干扰。因此上式可以写成
讨论:(1)调制信道对信号的干扰有两种:乘性干扰k(t)和加性干扰n(t)。
(2)分析乘性干扰k(t)的影响时,可把调制信道分为恒参信道和变参信道。
对于恒参信道来说,信道的参数不随时间变化,即k(t)不随时间变化。例如架空明线、同轴电缆以及中长波、地面波传播均属于恒参信道。
对于变参信道来说,信道的参数随时间变化,即k(t)随时间变化。例如短波电离层反射、超短波流星余迹散射、多径效应和选择性衰落均属于变参信道。
编码信道常常用数字信号的转换概率来描述。在常见的二进制数字传输系统中,编码信道的模型如图所示。其中P(0/0)和P(1/1)为正确转移概率,P(0/1)和P(1/0)为错误转移概率。并有
P(0/0)
P(1/0)
P(0/1)
P(1/1)
0
1
0
1
转移概率完全由编码信道的特性所决定,一个特定的编码信道就有其相应确定的转移概率关系。
恒参信道与变参信道
恒参信道
该网络的传输特性可用幅度-频率及相位-频率特性来表示。
-频率特性
所谓幅度-频率特性是指已调信号中各频率分量在通过信道时带来不同的衰减(或增益),造成输出信号的失真。
对于理想的无失真传输信