通信概论 第三章

输出信号
两条路径信道模型
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频域表示 信道传输函数为
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信道幅频特性为
若两条路径的相对时 延差 固定，则信 道的幅频特性为：
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若两条路径的相对时延差相对时延
差
是随机参量 ，则信道的幅
频特性为：
多径传播信道的相关带宽 ——信道传输特性相邻两个零点之间的频率间隔
信道最大多径时延差
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• 如果信号的频谱比相关带宽宽，则会产生严重的频率 选择性衰落，为了减少频率选择性衰落，就应使信号 的频谱小于相关带宽（通常选择信号带宽为相关带宽 的1/3~1/5）
（噪声）。
根据以上几条性质，调制 信道可以用一个二端口线 性时变网络来表示，该网 络称为调制信道模型：
调制信道模型
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二端口的调制信道模型，其输出与输入的关系有
一般情况下，
可以表示为信道单位冲激响应c(t)与输入
பைடு நூலகம்
信号的卷积， c(t)的傅里叶变换C(w)是信道传输函数：
或
可看成是乘性干扰
根据信道传输函数 的时变特性的不同，将物理信道分为
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➢自由空间传播 ——当移动台和基站天线在视距范围之内，这时
电波传播的主要方式是直射波，其传播可以按自由 空间传播来分析。
设发射机输入给天线功率为 (W)，则接收天线 上获得的功率为
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自由空间传播损耗定义为 当发射天线增益和接收天线增益都等于1时
用 dB可表示为
自由空间传播损耗与距离d的平 方成正比，距离越远损耗越大
发送信号
单一频率正弦波
陆地移动多径传播
多径信道一共有n条路径，各条 路径具有时变衰耗和时变传输 时延且各条路径到达接收端的 信号相互独立，则接收端接收 到的合成波为

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第3章 信道
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第3章 信道
单输入单输出连续信道是最简单也是最基本的。
连续信道的输入和输出信号都是连续信号。连续信号
也称模拟信号，所以也称连续信道为模拟信道。 如果信道模型的线性算子与时间无关(即为非时变 线性算子)，则信道称为恒参信道；如果线性算子与时 间有关(即为时变线性算子)，则信道称为时变信道； 如果线性算子随时间随机变化，则称信道为随参信道。 从物理角度讲，恒参信道的特性不随时间变化;时变信 道的特性随时间变化;随参信道的特性随时间随机变化。
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第3章 信道
图3.4.2
同轴电缆结构图
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第3章 信道
2.光纤信道
光纤信道是以光导纤维为传输媒介、以光波为载
波的信道，具有极宽的通频带，能够提供极大的传输 容量。
光纤的特点是：损耗低、通频带宽、重量轻、不
怕腐蚀、不受电磁干扰。 由于光纤的物理性质非常稳定而且不受电磁干扰， 因此光纤信道的性质非常稳定，可以看作是典型的恒 参信道。
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第3章 信道
3.10 信道容量
1.信道容量的概念
信道容量：是指该信道能够传送的最大信息量。
信道容量等于信道输入与输出互信息的最大可能值， 其值决定于信道自身的性质，与输入信号的特性无关。
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第3章 信道
2.离散信道(编码信道)的信道容量
令信道的输入为X∈(x1,x2,⋯,xn)，输出Y∈(y1,y2,⋯,yn)， 给定X的先验概率P(xi)，i =1，2，⋯，n，X与Y的互信息量为 其中：H(X)为X的符号熵，H(X/Y)为X的条件符号熵，H(Y)

通常，把实现了上述极限信息速率的通信系统 称为理想通信系统。香农定理只说明了理想系 统的存在，没有给出这种通信系统的实现方法 注意，以上讨论都是在信道噪声为加性高斯白 噪声的前提下进行的，对于其他类型的噪声， 香农公式需要加以修正。
例、电视图像可以大致认为由300000个小像 元组成。对于一般要求的对比度，每一个像 元大约取10个可辨别的亮度电平（例如对应 黑色、白色等）。现假设对于任何像元，10 个亮度电平是独立等概地出现的，每秒发送 30帧图像，要求信噪比S/N为30dB。 在这种条件下，计算传输上述信号所需的最 小带宽。
对香农公式各分量关系分析： (1) 增大信号功率s，可以增加信道容量。若 信号功率趋于无穷大，则信道容量趋于无穷 大。
S lim C lim B log 2 (1 ) s s n0 B
(2) 减小噪声功率N，可以增加信道容量。若 噪声功率趋于零，则信道容量趋于无穷大。
S lim C lim B log 2 (1 ) N 0 N 0 n0 B
因此、信道容量可以定义为： 信道传输信息的速率的最大值称为信道容量C 即
C max R max H t ( x ) H t ( x / y )
p ( x ) p ( x )
max是表示对所有可能的输入概率分布来说的 最大值
二、连续信道的信道容量 假设信道的带宽为B（HZ），信道输入的信号 功率为S（W)，输出加性带限高斯白噪声功率 为N(W) 则该信道的信道容量为：
解： 每一个像元所含的信息量：
1 log 2 bit log 2 10bit 3.32bit 1 / 10
每帧图像的信息量： 300000*3.32=996000bit 每秒有30帧 所以每秒传送的信息量为996000*30=29.9*106bit 为传送这个信号，信道容量C至少必须等于这个 信息速率。

通信原理第三章答案在通信原理的学习中，第三章是非常重要的一部分，它涉及到了很多与通信相关的基础知识和原理。

在这一章节中，我们将学习到很多关于信号传输、调制解调、数字通信等方面的知识。

下面，我将对第三章的一些重要问题进行解答，希望能够帮助大家更好地理解这一部分内容。

1. 什么是信号传输？它的作用是什么？信号传输是指将信息从一个地方传送到另一个地方的过程。

在通信系统中，信号传输是非常重要的，它可以帮助我们实现信息的传递和交流。

通过信号传输，我们可以将声音、图像、数据等信息传送到远方，实现远程通信。

2. 什么是调制解调？它的作用是什么？调制解调是指将原始信号转换成适合在信道上传输的信号，以及将接收到的信号转换成原始信号的过程。

调制是为了适应信道的特性，使信号能够有效地在信道上传输；解调则是为了将接收到的信号转换成原始信号，以便我们能够正确地接收和理解信息。

3. 数字通信和模拟通信有什么区别？数字通信和模拟通信是两种不同的通信方式。

在模拟通信中，信号是连续变化的，它可以表示成无限个可能的数值；而在数字通信中，信号是离散的，它只能表示成有限个可能的数值。

数字通信具有抗干扰能力强、传输质量稳定等优点，而模拟通信则更适合传输连续变化的信号。

4. 为什么要进行信号调制？信号调制是为了适应不同信道的特性，使信号能够有效地在信道上传输。

不同的信道具有不同的传输特性，通过调制可以使信号更好地适应这些特性，提高信号的传输质量和可靠性。

5. 什么是码元和波特？码元是数字通信中的基本单位，它是表示数字信号的最小时间间隔。

波特是衡量数据传输速率的单位，它表示每秒传输的码元数。

在数字通信中，码元和波特是非常重要的概念，它们直接影响着数据传输的速率和效率。

通过以上问题的解答，我们对通信原理第三章的内容有了更深入的理解。

希望大家能够通过学习，掌握这些重要的知识点，为以后的通信技术应用打下坚实的基础。

同时，也希望大家能够在学习过程中多加思考，多进行实践，进一步提高自己的理论水平和实践能力。