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第2章 信道与噪声,2.1 信道定义、分类、模型 2.2 恒参信道特性及其对所传信号的影响 2.3 随参信道特性及其对所传信号的影响 2.4 随机信号及噪声 2.5 信道容量及香农公式,2.1 信道定义、分类、模型,1.定义：以传输媒质为基础的信号的通 路 2.分类：,2.1 信道定义、分类、模型,3.模型 1调制信道模型：时变线性网络 编码器 编码器 输 入 输 出 ei(t) e0(t) e0(t)=fei(t)+a(t)=K(t) ei(t) +n(t) 其中，K(t)为乘性干扰，n(t)为加性干扰,时变线性 网络,2.1 信道定义、分类、模型,2编码信道模型：转移概率描述 P(1/1) 1 1 P(0/0)=1-P(1/0) P(0/1 ) P(1/0) P(1/1)=1-P(0/1) 0 0 P(0/0),2.2 恒参信道特性及其对所传信号的影响,1.恒参信道特性 K(t)t 不变或变化缓慢 可等效为一个线性非时变网络用传递函 数H(w)描述 不失真条件： H(w)w 成一水平线 w 成线性关系 w 成一水平线 2.对信号传输的影响：线性畸变 3.改进措施：均衡技术,2.3 随参信道特性及其对所传信号的影响,1.随参信道特性： K(t)t 变化快 2.随参信道的传输媒质的三个特点： （1）对信号的帅耗随时间而变； （2）传输的时延随时间而变； （3）多径传播。 3.多径传播对信号传输的影响 （1）产生瑞利型衰落； （2）引起频率弥散； （3）发生频率选择性衰落。 4.改进措施：分集接收,2.4 随机信号及噪声,1.信道内噪声 人为噪声 单频噪声 自然噪声 脉冲噪声 内部噪声 起伏噪声 2.随机信号分析 （1）随机过程的一般表述 随机信号和噪声统称随机过程,概率分布：分布函数，概率分布函数 统计特性 均值 数字特征 方差 自相关函数 协方差函数 （2）平稳随机过程 1狭义：随机过程 的n维分布函数或n维概率 密度函数与时间起点无关,2.4 随机信号及噪声,2.4 随机信号及噪声,2广义：数学期望、方差与t无关，自相关函数 只与时间 间隔有关 3性质：各态历经性，时间平均代替统计平均,2.4 随机信号及噪声,4因为 可表述随机过程的几乎所有数字特征，还揭示了随机过程的频谱特性 的平均功率 的直流功率 的交流功率 是偶函数 的上界 与,2.4 随机信号及噪声,（3）高斯过程（正态随机过程） 性质：a.是广义平稳的，则一定是狭义平稳的 b.随机变量之间互不相关，也是统计独立 c.若干个高斯过程之和组成的随机过程仍是高斯 过程 d.高斯过程经过线性系统后的过程仍是高斯过程 统计特性：,2.4 随机信号及噪声,标准正态： 误差函数： 互补误差函数： （4）白噪声 1理想白噪声：功率谱密度在整个频域内都是均匀分布,2.4 随机信号及噪声,（5）窄带过程：频带宽度 f远远小于其中心频率 包络： 一维瑞利分布 均匀分布,2.4 随机信号及噪声,（6）正弦波加窄带高斯过程,2.4 随机信号及噪声,3.随机过程通过线性系统 传输函数H(w)，冲击响应h(t)，输入 ，输出 高斯过程经过线性变换后仍为高斯过程,2.5 信道容量及香农公式,1.定义：信道无差错传输信息的最大信息速率， 记为C 2.离散信道的信道容量 发 ，收 信息量： 平均信息量： 信道容量,2.5 信道容量及香农公式,3.连续信道的信道容量 带宽B，输出功率S，白噪声功率N 讨论： C加大，减小n0或增大S可以 增大B. RC,理论上可实现无差错传输 R=C，理想通信系统,
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