國防科大通信原理

2.4信道特性對信號傳輸的影響

2.4.2信道引起的失真信號衰落多徑傳播會引起信號衰落（快衰落），主要由于信號疊加。信道自身特性的變化也會引起傳輸信號的衰落，慢衰落。如短波天波信道。1目前一頁\總數六十頁\編于二點2.4信道特性對信號傳輸的影響

2.4.2信道引起的失真衰落分為時間選擇性衰落、頻率選擇性衰落和平衰落三種。多徑引起的衰落以頻率選擇性衰落為主。傳輸頻偏可引起時間選擇性衰落。平衰落出現在低速數據傳輸時。信號衰落2目前二頁\總數六十頁\編于二點A:freespaceB:reflectionC:diffractionD:scatteringreflection:objectislargecomparedtowavelengthscattering:objectissmalloritssurfaceirregular2.4信道特性對信號傳輸的影響

3目前三頁\總數六十頁\編于二點2.4信道特性對信號傳輸的影響

對于這樣的信道特性，能通過傅立葉變換得到它們的信道響應嗎？為什么？測量、建模無線通信的發(fā)展也是隨著對無線信道不斷認識、不斷提出新的更能準確描述信道自然特性的模型而迅速發(fā)展的4目前四頁\總數六十頁\編于二點常用的信道模型瑞利(Rayleigh)分布衰落

當電磁波經過反射、折射、散射等豐富路徑傳播至接收端時，接收信號包絡服從Rayleigh分布。假設r為接收信號包絡，其概率密度函數為：5目前五頁\總數六十頁\編于二點常用的信道模型萊斯(Rician)分布衰落

如果電磁波除經反射、散射等路徑傳播以外還存在直射路徑，則接收信號包絡服從Rician分布。假設r為接收信號包絡，則概率密度函數：6目前六頁\總數六十頁\編于二點常用的信道模型SUI信道模型SUI-1信道模型參數TapDelay（）Averagepower（dB）K-fact（dB）Doppler（Hz）10040.420.4-1500.330.9-2000.5

美國斯坦福大學提出的信道統(tǒng)計模型，共有SUI1-SUI6六套典型參數。其中SUI-1和SUI-2描述較為平坦和輕微樹木遮擋信道，SUI-3和SUI-4描述中等路損地區(qū)，SUI-5和SUI-6描述山區(qū)和樹木遮擋嚴重區(qū)域。7目前七頁\總數六十頁\編于二點2.1無線信道2.2有線信道2.3信道的數學模型2.4信道特性對信號傳輸的影響2.5信道中的噪聲和干擾第二章信道8目前八頁\總數六十頁\編于二點2.5信道中的噪聲和干擾

前一節(jié)討論了我們討論了信道本身的特性，本節(jié)討論N(ｔ)。通常將加性噪聲N(ｔ)分為自然噪聲和人為干擾兩類。

信道噪聲和干擾降低了接收信號的信干比，從而影響了接收機的正常工作，導致模擬通信產生失真、數字通信產生誤碼。9目前九頁\總數六十頁\編于二點2.5信道中的噪聲和干擾

2.5.1信道中的噪聲自然噪聲包括自然界輻射的噪聲和接收機內部的熱噪聲。熱噪聲是任何溫度高于絕對零度的電子設備所固有的。熱噪聲來自電阻性元器件中電子的熱運動。10目前十頁\總數六十頁\編于二點銀河噪聲大氣噪聲太陽噪聲輸入信號降雨噪聲天線噪聲地面噪聲天線饋線接收機熱噪聲2.5信道中的噪聲和干擾

2.5.1信道中的噪聲自然噪聲的影響11目前十一頁\總數六十頁\編于二點（二）復雜電磁環(huán)境下戰(zhàn)場通信面臨的主要問題大氣噪聲太陽噪聲銀河噪聲影響頻段主要對超短波低端的無線電通信系統(tǒng)產生干擾，30～100MHz頻段，干擾強度有限是一個寬帶噪聲，輻射強度隨頻率升高而增大，寬帶通信系統(tǒng)比窄帶通信系統(tǒng)受太陽噪聲影響嚴重

頻率較高，是超短波波段干擾的重要來源，據測量，在18~160MHz波段內的干擾電平和頻率的立方成正比2.5信道中的噪聲和干擾

2.5.1信道中的噪聲自然噪聲的影響12目前十二頁\總數六十頁\編于二點己方和民用設備造成的干擾包括：同頻干擾鄰頻干擾互調干擾雜散輻射干擾諧波輻射干擾（二）復雜電磁環(huán)境下戰(zhàn)場通信面臨的主要問題2.5.2信道中的干擾2.5信道中的噪聲和干擾

13目前十三頁\總數六十頁\編于二點敵方施放的惡意干擾包括：定頻式干擾瞄準式干擾阻塞式干擾掃頻式干擾（二）復雜電磁環(huán)境下戰(zhàn)場通信面臨的主要問題2.5.2信道中的干擾2.5信道中的噪聲和干擾

14目前十四頁\總數六十頁\編于二點2.6信道容量信道容量：是指信道中信息能夠無差錯傳輸的最大平均信息速率。說明：本節(jié)重點討論高斯白噪聲連續(xù)信道理論上的極限傳輸速率。15目前十五頁\總數六十頁\編于二點2.6信道容量香農公式

對于帶寬有限，平均功率有限的高斯白噪聲連續(xù)信道，設信道帶寬為B(Hz)，信道輸出信號功率為S(W)，輸出加性高斯噪聲功率為N(W)，則可以證明該信道的信道容量為令加性高斯噪聲的單邊功率譜密度為，則16目前十六頁\總數六十頁\編于二點2.6信道容量保持S/n0一定，信道帶寬B，C如何變化？對于一定的信道容量C來說，信道帶寬B和信噪比S／N可以互相轉換。若增加信道帶寬，可以換來信噪比的降低。17目前十七頁\總數六十頁\編于二點拓展閱讀和學習理解SUI信道模型的幾個參數理解瑞利衰落信道、萊斯信道模型18目前十八頁\總數六十頁\編于二點第三章模擬調制系統(tǒng)什么是調制？為什么要調制？調制/解調的基本原理和性能分析實現調制解調的思想和數學模型評價指標及性能分析的思想和方法重點：19目前十九頁\總數六十頁\編于二點引言調制的目的：將調制信號（基帶信號）轉換成適合于信道傳輸的已調信號（頻帶信號）；實現信道的多路復用，提高信道利用率；擴展信號帶寬，提高系統(tǒng)抗干擾、抗衰落能力；實現傳輸帶寬與信噪比之間的互換。為什么要對信號進行調制處理？

什么是調制？20目前二十頁\總數六十頁\編于二點引言調制的定義：調制就是把信號轉換成適合在信道中傳輸的形式的過程。廣義調制分為基帶調制和載波調制。載波調制是用調制信號（原始信號）控制載波的某個（或幾個）參數的過程。狹義的調制就是指載波調制。21目前二十一頁\總數六十頁\編于二點引言調制的分類根據調制信號、載波類型、載波參數變化的不同進行分類。連續(xù)波調制脈沖調制模擬連續(xù)波調制（模擬調制）數字連續(xù)波調制（數字調制）數字脈沖調制模擬脈沖調制角度調制幅度調制AMDSB-SCSSBVSBFMPM22目前二十二頁\總數六十頁\編于二點3.1線性調制（幅度調制）原理3.2線性調制系統(tǒng)的抗噪聲性能3.3非線性調制（角度調制）原理3.4各種模擬調制系統(tǒng)比較3.5頻分復用和模擬調制系統(tǒng)的應用第三章模擬調制系統(tǒng)23目前二十三頁\總數六十頁\編于二點目的：使已調信號之包絡與調制信號一致。3.1.1標準調幅AM3.1線性調制（幅度調制）原理

設載波：調制信號：m(t)調制信號載波信號已調信號24目前二十四頁\總數六十頁\編于二點3.1.1標準調幅AM(1)AM調制原理(AmplitudeModulation)

3.1線性調制（幅度調制）原理

且當時，包絡與m(t)完全相同。25目前二十五頁\總數六十頁\編于二點AM調制模型(1)AM調制原理(AmplitudeModulation)

3.1.1標準調幅AM3.1線性調制（幅度調制）原理

26目前二十六頁\總數六十頁\編于二點(2)AM已調信號頻譜3.1線性調制（幅度調制）原理

27目前二十七頁\總數六十頁\編于二點AM已調信號頻譜分析3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.1標準調幅AM載頻分量載頻分量上邊帶上邊帶下邊帶下邊帶(1)AM調制原理特點：有載波，雙邊帶，線性調制（相應的頻率分量成比例）28目前二十八頁\總數六十頁\編于二點3.1線性調制（幅度調制）原理

已調信號功率：3.1.1標準調幅AM(1)AM調制原理29目前二十九頁\總數六十頁\編于二點3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.1標準調幅AM(1)AM調制原理30目前三十頁\總數六十頁\編于二點3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.1標準調幅AM(2)AM解調原理31目前三十一頁\總數六十頁\編于二點3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.1標準調幅AM(2)AM解調原理包絡檢波之后還需低通濾波和隔直流。32目前三十二頁\總數六十頁\編于二點3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.1標準調幅AM(2)AM解調原理包絡檢波參數(a)RC值過大(b)RC值過小33目前三十三頁\總數六十頁\編于二點不足3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.1標準調幅AM(3)AM調制的優(yōu)點與不足優(yōu)點

簡單易行，成本低廉應用示例：中波無線電廣播。功率利用率低頻率利用率低抗噪聲性能不佳34目前三十四頁\總數六十頁\編于二點又稱抑制載波雙邊帶調幅（DSB--SC：SuppressedCarrier）3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.2雙邊帶調幅DSBAM功率利用率很低。為提高功率利用率，必須去除AM的載波，即得DSB。35目前三十五頁\總數六十頁\編于二點調制模型3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.2雙邊帶調幅DSB(1)DSB的調制36目前三十六頁\總數六十頁\編于二點3.1線性調制（幅度調制）原理

調制波形3.1.2雙邊帶調幅DSB(1)DSB的調制載波反相點37目前三十七頁\總數六十頁\編于二點DSB調制效率3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.2雙邊帶調幅DSB(1)DSB的調制38目前三十八頁\總數六十頁\編于二點(2)DSB的解調

DSB包絡已不能直接反映原調制信號的波形，因此DSB的解調過程必須利用載波的相位信息——相干解調。相干解調是采用鎖相環(huán)等技術，在接收端恢復與發(fā)送載波同頻同相的本地載波用于解調。3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.2雙邊帶調幅DSB39目前三十九頁\總數六十頁\編于二點(2)DSB的解調3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.2雙邊帶調幅DSB40目前四十頁\總數六十頁\編于二點3.1線性調制（幅度調制）原理

調制模型3.1.3單邊帶調幅SSB（SingleSide--Band）(1)濾波法SSB在DSB的基礎上加個邊帶濾波器即可得到SSB。若保留下邊帶，結果類似。41目前四十一頁\總數六十頁\編于二點3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.3單邊帶調幅SSB（SingleSide--Band）(1)濾波法SSB42目前四十二頁\總數六十頁\編于二點濾波法難點：濾波器陡峭截止難3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.3單邊帶調幅SSB（SingleSide--Band）(1)濾波法SSB濾波器過渡帶經驗數據：RC濾波器：~10%SAW濾波器：~0.1%數字濾波器：精度更高，復雜43目前四十三頁\總數六十頁\編于二點多級調制實現SSB當載波相對于信號頻率很高時，可采用多次DSB調制加邊帶濾波。3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.3單邊帶調幅SSB（SingleSide--Band）(1)濾波法SSB例：試對話音信號作SSB調制，載頻10MHz，調制信號頻帶300-3400Hz。若采用一級調制，濾波器斜率為，難！兩級調制：第一次載頻取100KHz，第二次10MHz。44目前四十四頁\總數六十頁\編于二點3.1線性調制（幅度調制）原理

:過渡帶200KHz+600Hz=200.6KHz，相對帶寬兩級濾波器技術上均可行。:過渡帶600Hz，相對帶寬45目前四十五頁\總數六十頁\編于二點3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.3單邊帶調幅SSB當調制信號中含直流或較豐富低頻信號時，濾波法SSB不再適用?？捎孟嘁品?。(2)相移法SSB46目前四十六頁\總數六十頁\編于二點SSB時域表達式3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.3單邊帶調幅SSB(2)相移法SSB47目前四十七頁\總數六十頁\編于二點--單頻信號SSB的時域表示3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.3單邊帶調幅SSB(2)相移法SSB48目前四十八頁\總數六十頁\編于二點3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.3單邊帶調幅SSB(2)相移法SSB49目前四十九頁\總數六十頁\編于二點相移法SSB調制器模型3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.3單邊帶調幅SSB50目前五十頁\總數六十頁\編于二點相移法SSB優(yōu)點：不需要陡峭截止，一次調制即可3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.3單邊帶調幅SSB不足：實現復雜，寬帶移相網絡難相移法SSB調制器相移法sin應用短波通信，頻分復用SSB解調需采用相干解調。51目前五十一頁\總數六十頁\編于二點在DSB與SSB之間取折中，回避了濾波器陡峭截止的要求，代價是多占用部分帶寬。3.1線性調制（幅度調制）原理

3.1.4殘留邊帶調幅VSB簡介VSB:VestigialSide-BandVSB的濾波特性以fc為軸呈互補對稱。52目前五十二頁\總數六十頁\編于二點3.1線性調制（幅度調制）原理

濾波法線性調制一般模型(1)線性