期末整理 - 图文(2)

2019-03-10 12:34

多径传播使信号产生瑞利型衰落; 多径传播引起频率弥散。

快衰落 - 衰落周期和码元周期可以相比。 慢衰落 - 由传播条件引起的。

设发射信号为:f(t)

仅有两条路径,路径衰减相同,时延不同 两条路径的接收信号为: 其中: A - 传播衰减, ?

- 第一条路径的时延, - 两条路径的时延差。

求:此多径信道的传输函数 设f (t)的傅里叶发换(即其频谱)为

按照上式画出的模与角频率

关系曲线:

曲线的最大和最小值位置决定于两条路径的相对时延差?, 而

是随时间变化的,所以对

于给定频率的信号,信号的强度随时间而变,这种现象称为衰落现象。由于这种衰落和频率

有关,故常称其为频率选择性衰落。 减小频率选择性衰落的措施

信道相关带宽:

应使信号带宽 Bs =(1/3 ~ 1/5)△f

Ts =(3 ~ 5) τm →RB↓

多径效应的影响:

多径效应会使数字信号的码间串扰增大。为了减小码间串扰的影响,通常要降低码元传输速率。因为,若码元速率降低,则信号带宽也将随之减小,多径效应的影响也随之减轻。

信道中的噪声 ?噪声

?信道中存在的不需要的电信号。 ?又称加性干扰。 ?按噪声来源分类

?人为噪声 - 例:开关火花、电台辐射

?自然噪声 - 例:闪电、大气噪声、宇宙噪声、热噪声 热噪声

?来源:来自一切电阻性元器件中电子的热运动。 ?频率范围:均匀分布在大约 0 ~ 10^12 Hz。

?热噪声电压有效值:

式中

k = 1.38 *10^-23(J/K) - 波兹曼常数; T - 热力学温度(oK); R - 阻值; B - 带宽(Hz)。 ?性质:高斯白噪声

按噪声性质分类

?脉冲噪声:是突发性地产生的,幅度很大,其持续时间比间隔时间短得多。其频谱较宽。电火花就是一种典型的脉冲噪声。 ?窄带噪声:来自相邻电台或其他电子设备,其频谱或频率位置通常是确知的或可以测知的。可以看作是一种非所需的连续的已调正弦波。

?起伏噪声:包括热噪声、电子管内产生的散弹噪声和宇宙噪声等。

讨论噪声对于通信系统的影响时,主要是考虑起伏噪声,特别是热噪声的影响。

窄带高斯噪声

?带限白噪声:经过接收机带通滤波器过滤的热噪声 ?窄带高斯噪声:由于滤波器是一种线性电路,高斯过程通过线性电路后,仍为一高斯过程,故此窄带噪声又称窄带高斯噪声。

?窄带高斯噪声功率:

式中 Pn(f) - 双边噪声功率谱密度

噪声等效带宽:

式中 Pn(f0) - 原噪声功率谱密度曲线的最大值 噪声等效带宽的物理概念: 以此带宽作一矩形滤波特性,则通过此特性滤波器的噪声功率,等于通过实际滤波器的噪声功率。

信道容量 - 指信道能够传输的最大平均信息速率。 ?离散信道容量

?两种不同的度量单位:

?C - 每个符号能够传输的平均信息量最大值

?Ct - 单位时间(秒)内能够传输的平均信息量最大值 ?两者之间可以互换

发送xi时收到yj所获得的信息量 = -log2P(xi) - [-log2P(xi /yj)] 平均信息量 / 符号 =H(X),H(X/Y)

C

Ct

连续信道容量

式中 S - 信号平均功率 (W);

N - 噪声功率(W); B - 带宽(Hz)。

设噪声单边功率谱密度为n0,则N = n0B;

连续信道的容量Ct和信道带宽B、信号功率S及噪声功率谱密度n0三个因素有关。

当给定S / n0时,若带宽B趋于无穷大, 信道容量不会趋于无限大,而只是S / n0的1.44倍。这是因为当带宽B增大时,噪声功率也随之增大。 Ct和带宽B的关系曲线:

Eb -每比特能量;

Tb = 1/B - 每比特持续时间。

上式表明,为了得到给定的信道容量Ct,可以增大带宽B以换取Eb的减小;另一方面,在接收功率受限的情况下,由于Eb = STb,可以增大Tb以减小S来保持Eb和Ct不变 。

香农公式:

XdB=10lg(S/N)

调制:把消息信号搭载到载波的某个参数上

载波:某种高频周期性振荡信号,如正弦波。受调载波成为已调信号,含有消息信号特征。

调制目的:

进行频谱搬移,匹配信道特性,减小天线尺寸; 实现多路复用,提高信道利用率; 改善系统性能(有效性、可靠性); 实现频率分配 ?


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