文章目录 目录信道1 无线信道2 有线信道3 信道的数学模型3.1 调制信道模型3.2 信道特性对信号传输的影响3.3 信道噪声3.4 信道容量 课后问题
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 = h 2 + 2 r h ≈ 2 r h d=sqrt{h^{2}+2 r h} approx sqrt{2 r h} d=h2+2rh ≈2rh
D为两天线之间的距离则有
D 2 = ( 2 d ) 2 = 8 r h h = D 2 8 r ≈ D 2 50 ( m ) D^{2}=(2 d)^{2}=8 r h \ h=frac{D^{2}}{8 r} approx frac{D^{2}}{50} quad(mathrm{m}) 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）：
Δ f = 1 τ m Delta f=frac{1}{tau_{mathrm{m}}} Δf=τm1
为了减少频率选择性衰落的影响，信号带宽为
B S = ( 1 3 ∼ 1 5 ) Δ f B_{mathrm{S}}=left(frac{1}{3} sim frac{1}{5}right) Delta f BS=(31∼51)Δf
所以数字信号的码元宽度为：
T B = ( 3 ∼ 5 ) τ m T_{B}=(3 sim 5) tau_{m} 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_________。