Day 7 信道

一、信道分類

(1)概述

1)狹義信道(傳輸媒質)
1.有線信道
明線、電纜、光纖
2.無線信道
自由空間或大氣層
注:無線信道舉例:地波傳播、短波電離層反射、超短波或微波視距中繼、衛星中繼、散射及移動無線電信道
(2)廣義信道
1.調製信道
研究調製、解調問題
2.編碼信道
研究編碼、譯碼問題
在這裏插入圖片描述

(2)無線信道

1)地球的大氣層結構:在這裏插入圖片描述
對流層:約0-10km
平流層:約10-60km
電離層:約60-400km
2)電磁波的傳播方式
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述

(3)有線信道 ----明線、對稱電纜、同軸電纜、光纖

在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述

二、信道模型

(1)調製信道模型

1.模型:疊加有噪聲的線性時變/時不變網絡在這裏插入圖片描述
2.共性:有一對或多對輸入端或輸出端
大多數信道都滿足線性疊加原理
對信號有固定或時變的延遲和損耗
無信號輸入時,仍有可能爲信號輸出(噪聲)
3.在這裏插入圖片描述

(2)編碼信道模型

調製信道對信號的影響是乘性干擾k(t)和加性干擾n(t)使信號的波形發生失真,編碼信道的影響則不同,因爲編碼信道的輸入和輸出信號是數字序列。故編碼信道對信號的影響是使傳輸的數字序列發生變化,即數字序列中的數字發生錯誤。
所以,可用轉移概率來描述編碼信道的特性。
在這裏插入圖片描述

三、恆參/隨參信道特性對信號傳輸的影響

(1)恆參信道特性及其對信號傳輸的影響

特點:傳輸特性隨時間不變或緩變
舉例:各種有線信道、衛星信道…
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述

(2)隨參信道特性及其對信號傳輸的影響

隨參信道指傳輸特性隨時間快變的信道
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述
在這裏插入圖片描述

四、信道噪聲

(1)噪聲定義

噪聲:信道中存在的不需要的電信號,又稱加性干擾,它獨立於信號存在,它使信號失真,發生錯碼,限制傳輸速率

(2)噪聲類型

1.按噪聲來源分
人爲噪聲、自然噪聲、內部噪聲
2.按噪聲性質分
脈衝噪聲、窄帶/單頻噪聲、起伏噪聲(熱噪聲、散彈噪聲和宇宙噪聲)
在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述

五、信道容量----指信道能夠無差錯傳輸時候的最大平均信息速率

(1)離散信道容量

1)信源發送的平均信息量(熵)
在這裏插入圖片描述
2)因信道噪聲而損失的平均信息量
在這裏插入圖片描述
3)信息傳輸速率R----信道每秒傳輸的平均信息量
在這裏插入圖片描述
4)信道容量Ct----最大信息傳輸速率:對一切可能的信源概率分佈,求R的最大值
在這裏插入圖片描述

(2)連續信道容量

由香農信息論可證,白噪聲背景下的連續信道容量爲:在這裏插入圖片描述
含義:當信號和信道噪聲的平均功率給定的時候,在具有一定頻帶寬度的信道上,理論上單位時間內可能傳輸的信息量的極限數值
意義:若Rb<=C,則總能找到一種信道編碼方式來實現無差錯傳輸,若傳輸速率大於信道容量,則不可能實現無差錯傳輸在這裏插入圖片描述
應用:信道容量C一定的時候,信道帶寬B、輸出信噪比S/N和傳輸時間t之間可以相互轉換,增加信道帶寬B,可以換取S/N的降低,反之亦然。若S/N不變,增加B可以換取傳輸時間t的減少

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章