通信原理第六版第4章學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1通信通信(tng xn)原理第六版第原理第六版第4章章第一頁(yè)，共45頁(yè)。2輸?shù)挠绊?。?頁(yè)/共45頁(yè)第二頁(yè)，共45頁(yè)。3地 面對(duì)流層平流層電離層10 km60 km0 km第3頁(yè)/共45頁(yè)第三頁(yè)，共45頁(yè)。4頻率(GHz)(a) 氧氣和水蒸氣（濃度7.5 g/m3）的衰減頻率(GHz)(b) 降雨的衰減衰減(dB/km)衰減 (dB/km)水蒸氣氧氣降雨率圖4-6 大氣衰減第4頁(yè)/共45頁(yè)第四頁(yè)，共45頁(yè)。5傳 播 路徑地 面圖4-1 地波傳播地 面信 號(hào) 傳 播 路徑圖 4-2 天波傳播第5頁(yè)/共45頁(yè)第五頁(yè)，共45頁(yè)。6n增大視線傳播距離的其他途徑n中繼通信：n衛(wèi)星通信：靜止衛(wèi)星、

2、移動(dòng)衛(wèi)星n平流層通信：ddh接 收 天線發(fā) 射 天線傳 播 途徑D地面rr圖 4-3 視線傳播圖4-4 無線電中繼50822DrDhmm505050508222DrDh第6頁(yè)/共45頁(yè)第六頁(yè)，共45頁(yè)。7圖4-7 對(duì)流層散射通信地球有效散射區(qū)域第7頁(yè)/共45頁(yè)第七頁(yè)，共45頁(yè)。8第8頁(yè)/共45頁(yè)第八頁(yè)，共45頁(yè)。9圖4-9 雙絞線導(dǎo)體絕緣層導(dǎo)體金屬編織網(wǎng)保護(hù)層實(shí)心介質(zhì)圖4-10 同軸線第9頁(yè)/共45頁(yè)第九頁(yè)，共45頁(yè)。10折射率n1n2折射率n1n27 10125折射率n1n2單模階躍折射率光纖單模階躍折射率光纖圖4-11 光纖結(jié)構(gòu)示意圖(a)(b)(c)第10頁(yè)/共45頁(yè)第十頁(yè)，共45頁(yè)。1

3、10.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7光波波長(zhǎng)（m）1 . 5 5 m1 . 3 1 m圖4-12光纖損耗與波長(zhǎng)的關(guān)系第11頁(yè)/共45頁(yè)第十一頁(yè)，共45頁(yè)。12編碼信道調(diào)制信道第12頁(yè)/共45頁(yè)第十二頁(yè)，共45頁(yè)。13nn這時(shí)上式變?yōu)椋哼@時(shí)上式變?yōu)椋簄 信道數(shù)學(xué)信道數(shù)學(xué)模型模型f ei(t)e0(t)ei(t)n(t)圖4-13 調(diào)制信道數(shù)學(xué)模型)()()(tntefteio)(tei)(teo)(tn)()()(tetktefii)()()()(tntetkteio第13頁(yè)/共45頁(yè)第十三頁(yè)，共45頁(yè)。14)()()()(tntetkteio第14頁(yè)/共45頁(yè)第十四頁(yè)，共45頁(yè)。1

4、5nP(1/ 0)和和P(0 / 1) 錯(cuò)誤轉(zhuǎn)移概率錯(cuò)誤轉(zhuǎn)移概率nP(0 / 0) = 1 P(1 / 0)nP(1 / 1) = 1 P(0 / 1) P(1 / 0)P(0 / 1)0011P(0 / 0)P(1 / 1)圖4-13 二進(jìn)制編碼信道模型發(fā)送端接收端第15頁(yè)/共45頁(yè)第十五頁(yè)，共45頁(yè)。1601233210接收端發(fā)送端第16頁(yè)/共45頁(yè)第十六頁(yè)，共45頁(yè)。17n左圖為典型電話(dinhu)信道特性nn用插入損耗便于測(cè)量(a) 插入損耗頻率特性第17頁(yè)/共45頁(yè)第十七頁(yè)，共45頁(yè)。18頻率(kHz)（ms）群延遲(b) 群延遲頻率特性dd)(0相位頻率特性第18頁(yè)/共45頁(yè)第十

5、八頁(yè)，共45頁(yè)。19n是非線性的。n其他失真：n頻率偏移、相位抖動(dòng)非線性關(guān)系直線關(guān)系圖4-16 非線性特性輸入電壓輸出電壓第19頁(yè)/共45頁(yè)第十九頁(yè)，共45頁(yè)。20而變，即存在多徑傳播現(xiàn)象。第20頁(yè)/共45頁(yè)第二十頁(yè)，共45頁(yè)。21率有關(guān)，故常稱其為頻率選擇性衰落。圖4-18 多徑效應(yīng)2cos2sin)cos1 (sincos1122jej第21頁(yè)/共45頁(yè)第二十一頁(yè)，共45頁(yè)。22圖4-18 多徑效應(yīng)第22頁(yè)/共45頁(yè)第二十二頁(yè)，共45頁(yè)。23第23頁(yè)/共45頁(yè)第二十三頁(yè)，共45頁(yè)。24聲、宇宙噪聲、熱噪聲第24頁(yè)/共45頁(yè)第二十四頁(yè)，共45頁(yè)。25nnR 阻值（）；nB 帶寬（Hz）。n性

6、質(zhì)：高斯白噪聲)V(4kTRBV 第25頁(yè)/共45頁(yè)第二十五頁(yè)，共45頁(yè)。26n討論噪聲對(duì)于通信系統(tǒng)的影響時(shí)，主要是考慮起伏噪聲，特別是熱噪聲的影響。第26頁(yè)/共45頁(yè)第二十六頁(yè)，共45頁(yè)。27dffPPnn)(第27頁(yè)/共45頁(yè)第二十七頁(yè)，共45頁(yè)。28n兩者之間可以互換第28頁(yè)/共45頁(yè)第二十八頁(yè)，共45頁(yè)。29x1x2x3y3y2y1接收端發(fā)送端xn。ym圖4-20 信道模型P(xi)P(y1/x1)P(ym/x1)P(ym/xn)P(yj)第29頁(yè)/共45頁(yè)第二十九頁(yè)，共45頁(yè)。30nimjnijijijiiyxHxHyxPyxPyPxPxP11122)/()()/(log)/()()

7、(log)(第30頁(yè)/共45頁(yè)第三十頁(yè)，共45頁(yè)。31nimjnijijijiiyxHxHyxPyxPyPxPxP11122)/()()/(log)/()()(log)(niiixPxPxH12)(log)()(mjnijijijyxPyxPyPyxH112)/(log)/()()/(第31頁(yè)/共45頁(yè)第三十一頁(yè)，共45頁(yè)。32)1 (log)1 (log)(22H圖4-21 二進(jìn)制信源的熵H()第32頁(yè)/共45頁(yè)第三十二頁(yè)，共45頁(yè)。33)/()(max)(yxHxHCxP)/()(max)(yxHxHrCxPt第33頁(yè)/共45頁(yè)第三十三頁(yè)，共45頁(yè)。340011P(0/0) = 127/1

8、28P(1/1) = 127/128P(1/0) = 1/128P(0/1) = 1/128發(fā)送端圖4-23 對(duì)稱信道模型接收端第34頁(yè)/共45頁(yè)第三十四頁(yè)，共45頁(yè)。35121log2121log21)(log)()(1222niiixPxPxH)/(log)/()/(log)/()()/(log)/()/(log)/()()/(log)/()()/(2222221221212212112111112yxPyxPyxPyxPyPyxPyxPyxPyxPyPyxPyxPyPyxHmjnijijij第35頁(yè)/共45頁(yè)第三十五頁(yè)，共45頁(yè)。36045. 0055. 001. 0)7()128/1

9、(01. 0)128/127()128/1 (log)128/1 ()128/127(log)128/127()/(log)/()/(log)/()/(221221211211yxPyxPyxPyxPyxH符號(hào)）（比特 /955. 0)/()(max)(yxHxHCxP)/(955955. 01000)/()(max)(sbyxHxHrCxPt第36頁(yè)/共45頁(yè)第三十六頁(yè)，共45頁(yè)。37n由上式可見，連續(xù)信道的容量Ct和信道帶寬B、信號(hào)(xnho)功率S及噪聲功率譜密度n0三個(gè)因素有關(guān)。)/(1log2sbNSBCt)/(1log02sbBnSBCt第37頁(yè)/共45頁(yè)第三十七頁(yè)，共45頁(yè)。38

10、)/(1log02sbBnSBCtxtxnSBnSSBnnSC/12002001log1log1)1ln(lim/10 xxxaealnloglog22020/120044. 1log)1 (loglimlimnSenSxnSCxxtB第38頁(yè)/共45頁(yè)第三十八頁(yè)，共45頁(yè)。39020/120044. 1log)1 (loglimlimnSenSxnSCxxtB圖4-24 信道容量和帶寬關(guān)系S/n0S/n0BCt1.44(S/n0)第39頁(yè)/共45頁(yè)第三十九頁(yè)，共45頁(yè)。400202021log/1log1lognEBBnTEBBnSBCbbbt)/(1log02sbBnSBCt第40頁(yè)/共4

11、5頁(yè)第四十頁(yè)，共45頁(yè)。41NSBCt/1log2第41頁(yè)/共45頁(yè)第四十一頁(yè)，共45頁(yè)。42例例2、有一顯示器終端聯(lián)接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用一條電話、有一顯示器終端聯(lián)接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用一條電話(dinhu)線路連接，電話線路連接，電話(dinhu)帶寬帶寬3000Hz，信噪比為，信噪比為10db，終，終端有端有128個(gè)印刷字符，終端輸出字符是相互獨(dú)立且等概的，個(gè)印刷字符，終端輸出字符是相互獨(dú)立且等概的，求最大的字符速率是？求最大的字符速率是？解：解：SrCrbitHsbitNPBCss/14827/7log/10378log30001log12821122字符字符第42頁(yè)/共45頁(yè)第四十二頁(yè)，共45頁(yè)。43l信道的定義、分類和模型信道的定義、分類和模型l恒參信道的傳輸特性及其對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懞銋⑿诺赖膫鬏斕匦约捌鋵?duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?yngxing)l隨參信道中多徑傳播對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊戨S參信道中多徑傳播對(duì)信號(hào)