通信原理笔记 -- 第四章 信道
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信道
1 无线信道
- 根据通信距离、频率和位置的不同,电磁波的传播主要分为地波(ground wave)、天波(sky wave)(或称电离层反射波(ionosphere reflection wave))和视线(line of sight)传播三种。
- 地波:沿弯曲的地球表面传播,有一定绕射能力。
- 天波:利用电离层反射的传播方式。
- 视线传播:穿透电离层。
- 视线传播最远距离
d=h2+2rh≈2rh
D为两天线之间的距离则有
D2=(2d)2=8rhh=8rD2≈50D2(m)
2 有线信道
- 有线信道分为三类:明线,同轴电缆,对称电缆。
3 信道的数学模型
3.1 调制信道模型
- 恒参信道———信道特性参数随时间缓变或不变。它对传输信号的衰耗和延时基本上为常数。
恒参信道举例:各种有线信道;中长波地波传播、超短波及微波视距传播、卫星中继、光波视距传播等部分无线信道。 - 随参信道—也称变参信道,其信道参数随时间随机变化。存在多径效应,且每条路径对信号延时和衰落随时间随机变化,从而使输出信号产生衰落,所以随参信道也称衰落信道或变参信道。
随参信道举例:短波电离层反射信道、各种散射信道(如超短波流星余迹散射、超短波及微波对流层散射、超短波电离层散射)、超短波超视距绕射、移动通信信道等。
3.2 信道特性对信号传输的影响
- 码间串扰:在传输数字信号时,波形畸变可引起相邻码元之间发生部分重叠。属于线性失真。
随参信道的特征
- 信号的传输衰减随时间变化
- 信号的传输时延随时间变化
- 信号经过几条路径到达接收端,而且每条路径的长度和衰减都会随时间而变化。及存在多径传播现象,多径传输对信号的影响称为多径效应。
衰落
- 快衰落:多径效应引起的衰落。衰落周期是一个码元数量级的,
- 慢衰落:由于天气等因素一起的,周期长的衰落。
减少频率选择性衰落的措施
设信道各路径之间的最大时延差为$\tau_{\mathrm{m}}$
,并定义信道的相关带宽为(相邻传输零点的频率间隔):
Δf=τm1
为了减少频率选择性衰落的影响,信号带宽为
BS=(31∼51)Δf
所以数字信号的码元宽度为:
TB=(3∼5)τm
多径效应会使得数字信号的码间串扰增大。为了减少码间串扰,通常减低码元传输速率。
3.3 信道噪声
类型:
- 按来源分类:人为噪声,自然噪声。
- 按性质分类:脉冲噪声,窄带噪声,起伏噪声。
3.4 信道容量
不考
课后问题
- 设某随参信道的最大多径时延差等于20us,为了避免发生选择性衰落,试估算在该信道上传输线性调制数字信号的码元宽度。
- 设一条天波无线电信道,用高度等于400km的F2层电离层反射电磁波,地球的等效半径等于6370×4/3km,收发天线均架设在地平面,试计算其通信距离大约可以达到多少千米?
- 设一副黑白数字相片有400万个像素,每个像素有16个亮度等级,若用3Khz带宽的信道传输,且信号噪声功率比等于20dB,试问需要传输多少时间?
- 根据信道特性参数随时间变化快慢,可将信道分为_________和__________。
- 信号在随参信道中传输时,产生频率弥漫的原因是_________。
根据信道特性参数随时间变化快慢,可将信道分为_________和__________。 - 信号在随参信道中传输时,产生频率弥漫的原因是_________。
标签:多径,随参,笔记,衰落,传输,信道,信号,第四章 来源: https://blog.csdn.net/qq_37431083/article/details/103947998