第二章信道與噪聲第1頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1信道定義、分類、模型1.定義:以傳輸媒質為基礎的信號的通路2.分類：第2頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1信道定義、分類、模型3.模型1〉調制信道模型：時變線性網絡編碼器編碼器輸入輸出

ei(t)e0(t)e0(t)=f[ei(t)]+a(t)=K(t)ei(t)+n(t)其中，K(t)為乘性干擾，n(t)為加性干擾調制器發(fā)轉換器信道解調器收轉換器時變線性網絡第3頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.1信道定義、分類、模型2〉編碼信道模型：轉移概率描述

P(1/1)11P(0/0)=1-P(1/0)

P(0/1)P(1/0)P(1/1)=1-P(0/1)00P(0/0)第4頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2恒參信道特性及其對所傳信號的影響1.恒參信道特性

K(t)?t不變或變化緩慢可等效為一個線性非時變網絡用傳遞函數(shù)H(w)描述

不失真條件：H(w)?w成一水平線

?w成線性關系

?w成一水平線第5頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2恒參信道特性及其對所傳信號的影響2.對信號傳輸?shù)挠绊懀?1)幅度失真：信號當中的頻率（f）不同，幅值衰減不同。造成信噪比（）下降，信號波形畸變。(2)相頻失真（群遲延失真）：信號當中的頻率（f）不同，時延不同。造成嚴重的碼聲干擾，造成誤碼。3.改進措施：均衡技術第6頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3隨參信道特性及其對所傳信號的影響1.隨參信道特性：K(t)?t變化快2.隨參信道的傳輸媒質的三個特點：（1）對信號的帥耗隨時間而變；（2）傳輸?shù)臅r延隨時間而變；（3）多徑傳播。第7頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.3隨參信道特性及其對所傳信號的影響3.多徑傳播對信號傳輸?shù)挠绊懀?）產生瑞利型衰落；（2）引起頻率彌散；（3）發(fā)生頻率選擇性衰落。4.改進措施：分集接收

第8頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4隨機信號及噪聲1.信道內噪聲人為噪聲單頻噪聲自然噪聲脈沖噪聲內部噪聲起伏噪聲2.隨機信號分析（1）隨機過程的一般表述隨機信號和噪聲統(tǒng)稱隨機過程第9頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月

概率分布：分布函數(shù)，概率分布函數(shù)統(tǒng)計特性均值數(shù)字特征方差自相關函數(shù)協(xié)方差函數(shù)（2）平穩(wěn)隨機過程

1〉狹義：隨機過程的n維分布函數(shù)或n維概率密度函數(shù)與時間起點無關

2.4隨機信號及噪聲第10頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4隨機信號及噪聲2>廣義：數(shù)學期望、方差與t無關，自相關函數(shù)只與時間間隔有關3〉性質：各態(tài)歷經性，時間平均代替統(tǒng)計平均第11頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4隨機信號及噪聲4〉因為可表述隨機過程的幾乎所有數(shù)字特征，還揭示了隨機過程的頻譜特性的平均功率的直流功率的交流功率是偶函數(shù)的上界與第12頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4隨機信號及噪聲（3）高斯過程（正態(tài)隨機過程）性質：a.是廣義平穩(wěn)的，則一定是狹義平穩(wěn)的

b.隨機變量之間互不相關，也是統(tǒng)計獨立

c.若干個高斯過程之和組成的隨機過程仍是高斯過程

d.高斯過程經過線性系統(tǒng)后的過程仍是高斯過程統(tǒng)計特性：第13頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4隨機信號及噪聲

標準正態(tài)：誤差函數(shù)：互補誤差函數(shù)：（4）白噪聲

1〉理想白噪聲：功率譜密度在整個頻域內都是均勻分布第14頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4隨機信號及噪聲（5）窄帶過程：頻帶寬度f遠遠小于其中心頻率包絡：一維瑞利分布

均勻分布

第15頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4隨機信號及噪聲（6）正弦波加窄帶高斯過程

第16頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.4隨機信號及噪聲3.隨機過程通過線性系統(tǒng)傳輸函數(shù)H(w)，沖擊響應h(t)，輸入，輸出

①

②

③高斯過程經過線性變換后仍為高斯過程

第17頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5信道容量及香農公式1.定義：信道無差錯傳輸信息的最大信息速率，記為C2.離散信道的信道容量發(fā)

，收信息量：平均信息量：信道容量第18頁，課件共19頁，創(chuàng)作于2023年2月2.5信道容量及香農公式3.連續(xù)信道的信道容量

帶寬B