通信原理之概論第1頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日目標(biāo)要求

基本要求

了解通信的發(fā)展；

掌握消息、信息、信號的定義；

掌握數(shù)字通信的概念，理解數(shù)字通信的優(yōu)點；

掌握數(shù)字通信系統(tǒng)模型及其主要性能指標(biāo)；

熟悉無線信道、有線信道；

掌握信道模型，并會分析信道特性對信號傳輸?shù)挠绊懀?/p>

熟悉信道中的噪聲。2第2頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日目標(biāo)要求

重點、難點

重點是：信息的度量；數(shù)字通信系統(tǒng)模型的理解與掌握。

難點是：數(shù)字通信系統(tǒng)性能指標(biāo)的理解與計算；變參信道對信號傳輸?shù)挠绊憽?第3頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日主要內(nèi)容

1.1通信的發(fā)展1.2消息、信息和信號1.3數(shù)字通信1.4信道1.5信道中的噪聲1.6小結(jié)

思考題、習(xí)題4第4頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.1通信的發(fā)展一、歷史的通信方式1.古代：

公元前800年(周朝)，周幽王烽火戲諸侯。應(yīng)用光通信的見證－最簡單的二進制數(shù)字通信。2.近代：1820年：安培發(fā)明電報通信，近代數(shù)字通信的

開始。1838年：莫爾斯將電報通信推向?qū)嵱谩?876年：貝爾發(fā)明電話，模擬通信的開始。5第5頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.1通信的發(fā)展

烽火臺6第6頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.1通信的發(fā)展

3.現(xiàn)代

20世紀60年代以后：數(shù)字通信技術(shù)進入高級發(fā)展階段。近20多年：數(shù)字通信迅猛發(fā)展；光纖通信也攜手同行。兩者都成為現(xiàn)代通行網(wǎng)的主要支柱。

7第7頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.1通信的發(fā)展

“上帝創(chuàng)造了何等的奇跡!”

塞繆爾·莫爾斯（SamuelFinleyBreeseMorse，1791-1872）8第8頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.1通信的發(fā)展貝爾（1847-1922）美國電話發(fā)明者9第9頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.1通信的發(fā)展

1876年3月10日，美國發(fā)明家貝爾發(fā)明世界上第一部電話，并獲美國專利局批準(zhǔn)的電話專利。這是2005年8月11日拍攝的美國新澤西州默里山貝爾實驗室博物館內(nèi)的世界第一部電話。

10第10頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.1通信的發(fā)展

麥克斯韋在物理學(xué)中的最大貢獻是建立了統(tǒng)一的經(jīng)典電磁場理論和光的電磁理論，預(yù)言了電磁波的存在。1873年，麥克斯韋完成巨著《電磁學(xué)通論》，這是一部可以同牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》相媲美的書，具有劃時代的意義，是牛頓以后科學(xué)史上的又一座豐碑。

麥克斯韋(JamesClerkMaxwel1831～1879)英國物理學(xué)家11第11頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.1通信的發(fā)展

赫茲對人類最偉大的貢獻是用實驗證實了電磁波的存在。

赫茲（1857-1894）德國物理學(xué)家

1888年，成了近代科學(xué)史上的一座里程碑。赫茲的發(fā)現(xiàn)具有劃時代的意義，它不僅證實了麥克斯韋發(fā)現(xiàn)的真理，更重要的是開創(chuàng)了無線電電子技術(shù)的新紀元。為了紀念他在電磁波發(fā)現(xiàn)中的卓越貢獻，后人將頻率的單位命名為赫茲。

12第12頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.1通信的發(fā)展

在發(fā)現(xiàn)電磁波不到6年，意大利的馬可尼、俄國的波波夫分別實現(xiàn)無線電傳播，并很快投人實際使用。其他利用電磁波的技術(shù)，也像雨后春筍般相繼問世。無線電報（1894年）、無線電廣播（1906年）、無線電導(dǎo)航（1911年）、無線電話（1916年）、短波通訊（1921年）、無線電傳真（1923年）、電視（1929年）、微波通訊（1933年）、雷達（1935年），以及遙控、遙感、衛(wèi)星通訊、射電天文學(xué)……它們使整個世界面貌發(fā)生了深刻的變化。

13第13頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.1通信的發(fā)展

1838莫爾斯有線電報1948晶體管香農(nóng)IT通信統(tǒng)計理論建立1864麥克斯韋爾電磁輻射方程1950時分多路通信應(yīng)用于電話1876貝爾電話1956越洋電話鋪設(shè)1896馬克尼無線電報1957第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射1906真空管1958第一顆通信衛(wèi)星發(fā)射1918調(diào)幅廣播超外差接收機1960發(fā)明激光1925三路明線載波電話多路通信1961發(fā)明集成電路1936調(diào)頻廣播1962第一顆同步通信衛(wèi)星PCM進入實用1937脈沖編碼調(diào)制1960彩電數(shù)字傳輸理論高速計算機1938電視廣播1970LSI商用衛(wèi)星程控交換光纖通訊1940二戰(zhàn)刺激雷達和微波系統(tǒng)發(fā)展1980SLSI長波光纖通信ISDN3G返回14第14頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.2消息、信息和信號1.

通信的目的

傳遞消息中包含的信息。本課程主要研究傳輸。2.消息天氣預(yù)報“明天是晴天”字幕“明天是晴天”——文字播音員說“明天是晴天”——語言——圖形、信息、消息和信號的定義與區(qū)別15第15頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.2消息、信息和信號1.

通信的目的

傳遞消息中包含的信息。本課程主要研究傳輸。2.消息、信息、消息和信號的定義與區(qū)別是指信源所產(chǎn)生的信息的物理表現(xiàn)。例如：語音、文字、圖形、圖像等。消息必須轉(zhuǎn)換成電信號（簡稱信號），才能在通信系統(tǒng)中傳輸。16第16頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.2消息、信息和信號4.信息是指消息中所包含的對受信者有意義的內(nèi)容（或有效內(nèi)容）。不同形式表現(xiàn)（漢字、符號、圖形等）的同一消息，載有相同的信息。3.信號是指消息的物理載體，是傳輸消息的手段。可分為模擬信號和數(shù)字信號。、信息、消息和信號的定義與區(qū)別17第17頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.2消息、信息和信號如何度量信息？－－首先要解決的問題。18第18頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.2消息、信息和信號1.要求度量信息量的方法，必須滿足：

能度量任何消息；與消息的類型無關(guān)；消息的重要程度無關(guān)。

二、消息中信息量的度量19第19頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.2消息、信息和信號2.

信息量的定義

信息量是消息出現(xiàn)概率的函數(shù)；消息出現(xiàn)的概率越小，所包含的信息量就越大；若某消息由若干個獨立消息所組成，則該消息所包含的信息量是每個獨立消息所含信息量之和。二、消息中信息量的度量20第20頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.2消息、信息和信號

因此，若消息出現(xiàn)的概率為，則所含信息量I

可定義為：

信息量的單位：，則為比特（bit），簡記為b，最常用;

，則為奈特（nat）;

，則為哈特萊（hartley）。

21第21頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日

當(dāng)M=2時，則I=1b。

工程上，常常不考慮是否為等概率的消息，總認為一個二進制波形（或碼元）等于1b。即通常把一個二進制碼元稱做1b。易與信息量的單位混淆，應(yīng)注意。

若采用一個M進制的波形，來傳送M個獨立的等概離散消息之一，則每一碼元的信息量為：

(b)

1.2消息、信息和信號返回22第22頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信1.

模擬信號和數(shù)字信號

模擬信號，也稱連續(xù)信號。如：話筒送出的語音信號。數(shù)字信號，也稱離散信號。如：代表文字的編碼和計算機數(shù)據(jù)信號。注意：區(qū)分準(zhǔn)繩為：考查取值是否連續(xù)，而不是看時間。一、基本概念23第23頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信模擬信號數(shù)字信號tttt碼元24第24頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信2.

模擬通信和數(shù)字通信（1）共性問題：總存在噪聲和其他干擾，引起傳輸信號的失真，影響傳輸質(zhì)量。解決噪聲和干擾的影響，就是通信系統(tǒng)設(shè)計的基本問題之一。3.模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)25第25頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信

模擬通信系統(tǒng)：要求：高保真度復(fù)原。

度量準(zhǔn)則：輸出信噪比?；締栴}：連續(xù)波形的參量估值問題。

（2）個性問題

數(shù)字通信系統(tǒng)：要求：正確判決（或檢測）。度量準(zhǔn)則：產(chǎn)生錯判的概率。理論基礎(chǔ)：統(tǒng)計判決理論。注意：都是針對接收端的。26第26頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信二、數(shù)字通信的特點

1.優(yōu)點

取值有限，能正確接收?？刹捎眉m錯和檢錯技術(shù)，提高抗干擾性?？刹捎脭?shù)字加密技術(shù)，提高保密度。可綜合傳輸各種模擬和數(shù)字輸入消息。便于存儲和處理。易于設(shè)計、制造，體積更小、重量更輕?？勺餍旁淳幋a，壓縮冗余度，提高信道利用率。信噪比隨帶寬按指數(shù)規(guī)律增長。27第27頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信

占用帶寬大－－壓縮、光纖。同步要求高。3.應(yīng)用實例數(shù)字傳輸技術(shù)：電話、電視、計算機數(shù)據(jù)等信號的遠距離傳輸。模擬傳輸技術(shù)：有線電話環(huán)路、無線電廣播、電視廣播等。二、數(shù)字通信的優(yōu)點2.缺點28第28頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信三、數(shù)字通信系統(tǒng)模型信源發(fā)送端接收端信道編碼調(diào)制信道壓縮編碼解調(diào)信宿保密解碼信道解碼壓縮解碼保密編碼噪聲同步信源編碼信源解碼29第29頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信信源壓縮編碼保密編碼信源編碼信道編碼調(diào)制發(fā)送端三、數(shù)字通信系統(tǒng)模型30第30頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信－數(shù)字通信系統(tǒng)模型1.信源：將消息轉(zhuǎn)換為電信號的設(shè)備。信源壓縮編碼保密編碼信源編碼信道編碼調(diào)制發(fā)送端三、數(shù)字通信系統(tǒng)模型31第31頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信－數(shù)字通信系統(tǒng)模型信源壓縮編碼保密編碼信源編碼信道編碼調(diào)制發(fā)送端三、數(shù)字通信系統(tǒng)模型2.信源編碼：降低數(shù)字信號的冗余，

提高數(shù)字信號的有效性。32第32頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信－數(shù)字通信系統(tǒng)模型信道壓縮編碼保密編碼信源編碼信道編碼調(diào)制發(fā)送端三、數(shù)字通信系統(tǒng)模型3.信道編碼：增加冗余字符，糾錯編碼，

提高傳輸?shù)目煽啃浴?3第33頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信－數(shù)字通信系統(tǒng)模型信源壓縮編碼保密編碼信源編碼信道編碼調(diào)制發(fā)送端4.調(diào)制：三、數(shù)字通信系統(tǒng)模型34第34頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信－數(shù)字通信系統(tǒng)模型4.調(diào)制

（1）目的

使編碼信號特性與信道特性相適應(yīng)，以通過信道傳輸。

（2）幾個基本概念基帶、基帶信號、帶通信號；基帶調(diào)制、帶通調(diào)制。

（3）多路復(fù)用使多路信號合并，經(jīng)過同一信道傳輸。35第35頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信－數(shù)字通信系統(tǒng)模型5.信道

基帶信道－－可傳輸很低的頻率分量。如雙絞線。

頻帶信道－－不能傳輸很低的頻率分量。如無線電波。

36第36頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信－數(shù)字通信系統(tǒng)模型5.信道

信道的影響：

★信道傳輸特性對數(shù)字信號的影響。包括幅頻特性、相頻特性、頻率偏移、頻率擴展和多徑時延。

★進入信道的外部加性噪聲的影響。包括起伏噪聲、脈沖干擾、人為干擾。37第37頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信－數(shù)字通信系統(tǒng)模型6.同步

★數(shù)字通信系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。

★發(fā)端、收端間需共同的時間標(biāo)準(zhǔn)－－使收端準(zhǔn)確知道每個符號的起止時刻，實現(xiàn)同步接收。

★位同步（或碼元同步）、字同步38第38頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信－數(shù)字通信系統(tǒng)模型信道發(fā)送端接收端信源調(diào)制解調(diào)信宿噪聲模擬通信系統(tǒng)模型39第39頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信1.

衡量系統(tǒng)性能優(yōu)劣的基本因素：

有效性可靠性四、性能指標(biāo)40第40頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信-性能指標(biāo)

有效性可靠性注意：兩者是互相矛盾的，也是可互換的?！锾岣哂行浴岣邆鬏斔俾省煽啃越档停惶岣呖煽啃浴黾尤哂嗟目垢蓴_編碼碼元

→有效性降低。

★降低有效性，以提高可靠性；降低可靠性，以提高有效性。41第41頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信-性能指標(biāo)2.性能指標(biāo)：（1）傳輸速率：三種定義。

★碼元速率（RB）：單位時間內(nèi)傳輸碼元數(shù)?！安ㄌ兀˙aud）”★信息速率（Rb）：單位時間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒘?。“比?秒(b/s)”★消息速率（RW）：單位時間內(nèi)傳輸?shù)南?shù)。“字/秒”42第42頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信-性能指標(biāo)（1）

傳輸速率：

信息量I：對于二進制系統(tǒng)而言，如果“0”和“1”等概率出現(xiàn)的話，每個碼元所含的信息量I=1，此時，碼元速率和信息速率在數(shù)值上相等。對于多（M）進制系統(tǒng)而言，每個碼元所含的信息量是I=log2M，此時，二者的關(guān)系為Rb=RBlog2M。

2.性能指標(biāo)：43第43頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信-性能指標(biāo)（2）

錯誤率：三種定義。★

誤碼率（Pe）：

★誤比特率（Pb）：

★誤字率（PW）：

44第44頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.3數(shù)字通信-性能指標(biāo)（3）頻帶利用率：單位頻帶內(nèi)所能達到的信息速率。通常與采用的調(diào)制及編碼方式有關(guān)。

（4）能量利用率：傳輸每一比特所需的信號能量。該能量大小與系統(tǒng)帶寬有直接關(guān)系。該能量與占用頻帶間可交換。返回45第45頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道一、信道分類（依傳輸媒體分）1.

無線信道：利用電磁波來傳播信號。如廣播電臺、移動電話。2.有線信道：利用人造傳輸媒體來傳輸信號。如傳統(tǒng)的固定電話。注意：信道中的噪聲－－有源干擾；信道傳輸特性不良－－無源干擾。46第46頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道頻率范圍名稱波長典型應(yīng)用3～30Hz極低頻ELF103～102km遠程導(dǎo)航、水下通信30～300Hz超低頻SLF104～103km海底通信、電報0.3～3kHz特低頻ULF103～102km數(shù)據(jù)終端、有線通信3～30kHz甚低頻VLF102～10km導(dǎo)航、電話、電報、水下通信30～300kHz低頻LF10～1km導(dǎo)航、水下通信、無線電信標(biāo)0．3～3MHz中頻MF103～102m廣播、業(yè)余無線電、海事通信3～30MHz高頻HF102～10m國際定點通信、軍用通信、廣播、業(yè)余無線電、電報、傳真30～300MHz甚高頻VHF10～1m電視、調(diào)頻廣播、移動通信、導(dǎo)航、空中管制0.3～3GHz特高頻UHF102～10cm電視、雷達、遙控遙測、點對點通信、移動通信、導(dǎo)航、GPS3～30GHz超高頻SHF10～1cm衛(wèi)星和空間通信、微波接力、雷達、移動通信30～300GHz極高頻EHF10～1mm射電天文、雷達、微波接力、移動通信、鐵路業(yè)務(wù)300G～3THz亞毫米波1～0.1mm未劃分，實驗用43～430THz紅外7～0.7μm光通信系統(tǒng)430～750THz可見光0.7～0.4μm光通信系統(tǒng)750～3000THz紫外0.4～0.1μm光通信系統(tǒng)47第47頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道二、無線信道

1.電磁波的發(fā)射和接收

均要用天線因天線尺寸的要求，通信頻率都較高。頻率使用規(guī)劃和管理★國際電信聯(lián)盟（ITU）定期召開世界無線電通信大會WRC（TheWorldRadio-communicationConference），制定頻率使用國際協(xié)議。

★我國：信息產(chǎn)業(yè)部無線電管理局。48第48頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道根據(jù)通信距離、頻率和位置的不同：

地波傳播

天波傳播

視線傳播二、無線信道

2.電磁波的傳播49第49頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道（1）

地波傳播

★頻率：2MHz以下，有一定的繞射能力

★繞射：電磁波沿彎曲的地球表面?zhèn)鞑ニ哂械哪芰?/p>

★通信距離：可達數(shù)百～數(shù)千km地面接收天線發(fā)射天線傳播路徑返回50第50頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道（2）天波傳播★頻率：2～30MHz★電離層反射：★通信距離：單次可達4000km，多次可達10000km地面接收天線發(fā)射天線信號傳播路徑電離層51第51頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道

★

電離層：60-400km

D層：高60-80km

E層：高100-120km

F層：高150-400km

F1層：140-200km

F2層：250-400km晚上：D層、F1層消失；E層、F2層減弱

反射高頻電磁波的主要是F層DEFF2F1地面返回52第52頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道（3）視線傳播★頻率：30MHz以上★類似光波做視線傳播（將穿透電離層）★天線高度h與傳播距離D(=2d)的關(guān)系：

D

2=8rh≈50h

（r為地球的等效半徑）地面接收天線發(fā)射天線信號傳播hdrDd53第53頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道★采用無線電中繼，實現(xiàn)遠程通信。若天線架設(shè)高度為50m，則視線距離約為50km。即視距傳輸距離有限，需中繼。地面接收天線傳播路徑發(fā)射天線（3）視線傳播54第54頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道

轉(zhuǎn)發(fā)站（基站）：－－人造衛(wèi)星：3顆靜止衛(wèi)星（衛(wèi)星通信系統(tǒng)），目前廣泛應(yīng)用。55第55頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－－高空平臺電臺HAPS(HighAltitudePlatformStation)

：250個充氦氣艇（平流層通信系統(tǒng)），很有發(fā)展前途。56第56頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道★高空飛行器間的電磁波傳播、太空中人造衛(wèi)星或宇宙飛船間的電磁波傳播，都符合視線傳播規(guī)律，且不受或少受大氣層的影響。

電磁波在大氣層內(nèi)傳播會衰減：頻率越高，衰減越嚴重；且存在諧振點，應(yīng)避開。57第57頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道頻率(GHz)(a)氧氣和水蒸氣（濃度7.5g/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1.4.5大氣衰減58第58頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－無線信道（4）散射傳播

★電離層散射：30～60MHz

★對流層散射:100～4000MHz

★通信流星余跡:30～100MHz對流層散射通信地球有效散射區(qū)域接收天線發(fā)射天線59第59頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－無線信道地球流星余跡散射通信60第60頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－無線信道注意：目前民用無線電通信中，應(yīng)用最廣的是蜂窩網(wǎng)和衛(wèi)星通信。61第61頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－無線信道移動交換中心電話交換中心

蜂窩網(wǎng)62第62頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道

明線對稱電纜同軸電纜二、有線信道

1.傳輸電信號63第63頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－有線信道（1）明線64第64頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－有線信道（2）對稱電纜：雙絞線65第65頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－有線信道（2）對稱電纜：雙絞線66第66頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－有線信道雙絞線（TwistedPairwire）由兩根具有絕緣保護層的銅導(dǎo)線組成，把兩根導(dǎo)線按一定密度互相纏繞在一起,可降低信號干擾的程度。雙絞線可以分為屏蔽雙絞線（STP）與非屏蔽雙絞線（UTP）兩大類。其中屏蔽雙絞線分別有3類和5類二種，非屏蔽雙絞線又分別有3類、4類、5類、超5類四種。

（2）對稱電纜：雙絞線67第67頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－有線信道（3）同軸電纜同軸電纜截面示意圖雙同軸電纜及6芯接頭

68第68頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－有線信道（3）同軸電纜基站用射頻同軸電纜(50Ω同軸電纜)

射頻同軸電纜69第69頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－有線信道解釋：

同軸電纜是一種通訊電纜，電纜結(jié)構(gòu)為以實心銅體為芯外包著一層絕緣材料，這層絕緣材料用密織的網(wǎng)狀導(dǎo)體環(huán)繞，網(wǎng)外又再覆蓋一層保護性材料。

常用的同軸電纜有兩類：50Ω和75Ω同軸電纜。

（3）同軸電纜70第70頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－有線信道

有線信道電氣特征信道類型通話容量（路）頻率范圍(kHz)傳輸距離(km)明線1+30.3～27300明線1+3+120.3～150120對稱電纜2412～10835對稱電纜6012～25212～18小同軸電纜30060～13008小同軸電纜96060～41004中同軸電纜1800300～90006中同軸電纜2700300～120004.5中同軸電纜10800300～600001.571第71頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－有線信道2.傳輸光信號——光纖表面涂層包層芯區(qū)72第72頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－有線信道2.光纖n1n2折射率折射率n1n22a光纖結(jié)構(gòu)73第73頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－有線信道光纖損耗光波波長（nm）1.55m1.31m0.7 0,9 1.1 1.3 1.5 1.72.光纖74第74頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道

調(diào)制信道模型編碼信道模型四、信道模型75第75頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日信源發(fā)送端接收端信道編碼調(diào)制信道壓縮編碼解調(diào)信宿保密解碼信道解碼壓縮解碼保密編碼噪聲同步信源編碼信源解碼數(shù)字通信系統(tǒng)模型1.4信道－信道模型76第76頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－信道模型1.

調(diào)制信道模型★對于單“端對”信道：ei(t)eo(t)時變線性網(wǎng)絡(luò)eo(t)=f[ei(t)]+n(t)77第77頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－信道模型通常，f[ei(t)]可以表示為：k(t)ei(t)，此時，

eo(t)=k(t)ei(t)+n(t)其中k(t)表示時變線性網(wǎng)絡(luò)的特性

，稱為乘性干擾。

k(t)是一個復(fù)雜的函數(shù)，反映信道的衰減、線性失真、非線性失真、延遲…等。最簡單情況：k(t)=常數(shù)，表示衰減。當(dāng)k(t)=常數(shù)，稱為恒(定)參(量)信道 例如，同軸電纜當(dāng)k(t)常數(shù)，稱為隨(機)參(量)信道 例如，移動蜂窩網(wǎng)通信信道eo(t)=f[ei(t)]+n(t)78第78頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－信道模型2.

編碼信道模型★二進制信號、無記憶信道：其中，P(0/0),P(1/1)－正確轉(zhuǎn)移概率

P(0/1),P(1/0)－錯誤轉(zhuǎn)移概率轉(zhuǎn)移概率－決定于編碼信道的特性。且有：

P(0/0)=1-P(1/0)；P(1/1)=1-P(0/1)0110P(0/0)P(0/1)P(1/1)P(1/0)79第79頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－信道模型★四進制編碼信道模型：01233210接收端發(fā)送端80第80頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道1.

恒參信道對信號傳輸?shù)挠绊憽锓菚r變線性網(wǎng)絡(luò)。其振幅-頻率特性：f(Hz)30030000衰耗(dB)理想特性典型音頻電話信道特性五、信道特性對信號傳輸?shù)挠绊?1第81頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－信道特性對信號傳輸?shù)挠绊?.

恒參信道對信號傳輸?shù)挠绊懫湎辔?頻率特性：ω()0理想特性理想特性()0ω()0理想特性82第82頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－信道特性對信號傳輸?shù)挠绊懟兊挠绊?波形失真（相位失真）、碼間串?dāng)_。線性失真:頻率失真和相位失真－屬于線性失真可用“線性補償網(wǎng)絡(luò)”糾正，－“均衡”非線性失真:振幅特性非線性、頻率偏移、相位抖動…

非線性失真－難以消除83第83頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－信道特性對信號傳輸?shù)挠绊?.變參信道對信號傳輸?shù)挠绊懀?）變參信道的共性：－衰落:衰減隨時間變化；－傳輸時延:隨時間變化；－多徑效應(yīng):快衰落。84第84頁，共93頁，2023年，2月20日，星期日1.4信道－