《通信原理-第3章.ppt

1、信道概念及分类信道概念及分类3.13.1.2 信道分类信道分类3.1.1 信道概念信道概念信道概念信道概念3.1.1u通俗地说，信道指以传输介质为基础的信通俗地说，信道指以传输介质为基础的信号通路。号通路。u具体地说，信道一般指由有线或无线电线具体地说，信道一般指由有线或无线电线路提供的信号通路。路提供的信号通路。u抽象地说，信道实质是一段频带，允许信抽象地说，信道实质是一段频带，允许信号通过，同时又给信号以限制和损害。号通过，同时又给信号以限制和损害。信道特点信道特点信道的特点包括以下两个方面：信道的特点包括以下两个方面：（1）通信系统重要的传输环节；）通信系统重要的传输环节；（2）通信系统

2、中噪声的主要来源。）通信系统中噪声的主要来源。信道分类信道分类3.1.2u按照传输方式，信道可分为狭义信道和广按照传输方式，信道可分为狭义信道和广义信道义信道 图图3-1 狭义信道和广义信道狭义信道和广义信道 信道分类信道分类狭义信道狭义信道1广义信道广义信道23.1.2狭义信道狭义信道u狭义信道仅指传输媒介，是发送设备和接狭义信道仅指传输媒介，是发送设备和接受设备之间用以传输信号的传输媒介。受设备之间用以传输信号的传输媒介。u通信质量的优差，在很大程度上依赖于狭通信质量的优差，在很大程度上依赖于狭义信道的特性。义信道的特性。u狭义信道是直观的，通常可分为有线信道狭义信道是直观的，通常可分为有

3、线信道和无线信道两大类。和无线信道两大类。有线信道有线信道u明线明线 u双绞线（对称电缆）双绞线（对称电缆）u同轴电缆同轴电缆u光导纤维光导纤维明线明线u概念：架空明线是指平行而相互绝缘的架概念：架空明线是指平行而相互绝缘的架空裸线线路。空裸线线路。u优点：传输损耗低优点：传输损耗低 u缺点：易受气候和天气的影响，并且对外缺点：易受气候和天气的影响，并且对外界噪声干扰较敏感界噪声干扰较敏感。明线现已逐步淘汰。明线现已逐步淘汰。双绞线双绞线u概念：双绞线由两根彼此绝缘的铜线组成，概念：双绞线由两根彼此绝缘的铜线组成，这两根线按照规则的螺线状绞合在一起这两根线按照规则的螺线状绞合在一起（也称为对称

4、电缆）。（也称为对称电缆）。u绞合目的：将线对绞合起来是为了减轻同绞合目的：将线对绞合起来是为了减轻同一根电缆内的相邻线对之间的串扰，且相一根电缆内的相邻线对之间的串扰，且相邻线对通常具有不同的绞合长度。邻线对通常具有不同的绞合长度。u双绞线是目前应用最广泛的传输介质。双绞线是目前应用最广泛的传输介质。双绞线实物及内部结构图双绞线实物及内部结构图 双绞线双绞线u双绞线又分为非屏蔽双绞线双绞线又分为非屏蔽双绞线UTP和屏蔽双和屏蔽双绞线绞线STP。u除某些特殊场合除某些特殊场合(如受电磁辐射严重、对传如受电磁辐射严重、对传输质量要求较高等输质量要求较高等)在布线中使用在布线中使用STP外，外，一

5、般情况下我们都采用一般情况下我们都采用UTP。UTP与与STPUTPSTPUTP分类分类u3类：类：3类类UTP用于传统电话线，另外还用于用于传统电话线，另外还用于10Mbps以太网，是早期网络中重要的传输介以太网，是早期网络中重要的传输介质质u4类：类：4类类UTP因标准的推出比因标准的推出比3类晚，而传输类晚，而传输性能与性能与3类类UTP相比并没有提高多少，所以一相比并没有提高多少，所以一般较少使用般较少使用u五类：五类五类：五类UTP因价廉质优而成为快速以太因价廉质优而成为快速以太网网(100Mbps)的首选介质的首选介质u超五类：超五类超五类：超五类UTP的用武之地是千兆位以的用武之

6、地是千兆位以太网太网(1000Mbps)。双绞线优缺点双绞线优缺点u优点：由于其结构上的双绞特点，与外界优点：由于其结构上的双绞特点，与外界间相互干扰小（抗电磁干扰）；间相互干扰小（抗电磁干扰）；带宽较宽，带宽较宽，传输特性比较稳定。传输特性比较稳定。u缺点：双绞线的传输损耗比明线大得多。缺点：双绞线的传输损耗比明线大得多。同轴电缆同轴电缆概念：同轴电缆由同轴的两个导体构成，外概念：同轴电缆由同轴的两个导体构成，外导体是一个圆柱形的空管（在可弯曲的同导体是一个圆柱形的空管（在可弯曲的同轴电缆中，它可以由金属丝编织而成），轴电缆中，它可以由金属丝编织而成），内导体是金属线（芯线）。内导体是金属线

7、（芯线）。同轴电缆分类同轴电缆分类u50欧姆的细缆欧姆的细缆：细缆（基带同轴电缆）用：细缆（基带同轴电缆）用于基带信号传输，主要用于数字信号传输于基带信号传输，主要用于数字信号传输系统系统 u75欧姆的粗缆欧姆的粗缆：粗缆（宽带同轴电缆）用：粗缆（宽带同轴电缆）用于宽带信号传输，可以用于数字于宽带信号传输，可以用于数字/模拟信号模拟信号传输系统，如传输系统，如CATV有线电视信号传输，能有线电视信号传输，能够同时传输几百套电视节目。够同时传输几百套电视节目。同轴电缆实物及内部结构图图同轴电缆实物及内部结构图图 同轴电缆优缺点同轴电缆优缺点u优点优点：与外界间相互干扰小（外导体接地，屏蔽与外界间

8、相互干扰小（外导体接地，屏蔽作用）；带宽大。作用）；带宽大。u缺点缺点：成本较高（与双绞线比较）。成本较高（与双绞线比较）。光纤光纤u概念：光导纤维概念：光导纤维(简称光纤简称光纤)是光纤通信系统是光纤通信系统的传输介质。是一种纤细（的传输介质。是一种纤细（2125m）柔）柔韧能够传导光线的介质（光导纤维），以韧能够传导光线的介质（光导纤维），以光波作为载波的信道。光波作为载波的信道。u结构：光纤呈圆柱形，由纤芯、包层和护结构：光纤呈圆柱形，由纤芯、包层和护套三部分组成。套三部分组成。光纤实物内部结构图光纤实物内部结构图 光纤优缺点光纤优缺点u优点优点：低传输损耗（长距离无中继），高带宽低传输

9、损耗（长距离无中继），高带宽（容量大），抗干扰能力强等。（容量大），抗干扰能力强等。u缺点缺点：成本较高（完整系统），部分器件技术问成本较高（完整系统），部分器件技术问题尚需解决。题尚需解决。无线信道无线信道u无线信道主要由无线电波和光波作为传输无线信道主要由无线电波和光波作为传输载体。载体。u光波：在光波中，红外线、激光是常用的光波：在光波中，红外线、激光是常用的信号载体信号载体。u短距离：红外线。如电视机遥控器。短距离：红外线。如电视机遥控器。u远距离：光波。可用于建筑物之间的局域网连远距离：光波。可用于建筑物之间的局域网连接接。u无线电波：绝大多数无线通信都采用无线无线电波：绝大多数无线

10、通信都采用无线电波作为信号传输的载体电波作为信号传输的载体。无线电波频率资源划分表无线电波频率资源划分表几种主要无线信道几种主要无线信道u短波短波u地面微波接力地面微波接力u卫星通信卫星通信短波短波u短波是指频率为短波是指频率为330MHz的无线电波。的无线电波。u短波的基本传播途径有两个：一个是地波，短波的基本传播途径有两个：一个是地波，一个是天波。短波的主要传播途径是天波一个是天波。短波的主要传播途径是天波。短波优缺点、应用短波优缺点、应用u优点优点：u抗毁能力和自主通信能力强；抗毁能力和自主通信能力强；u在山区、戈壁、海洋等地区，主要依靠短波；在山区、戈壁、海洋等地区，主要依靠短波；u运

11、行成本低。运行成本低。u缺点缺点：u稳定性较差，噪声较大。稳定性较差，噪声较大。u应用应用：u广泛应用于电报、电话、低速传真通信和广播等广泛应用于电报、电话、低速传真通信和广播等方面。方面。地面微波接力地面微波接力u概念概念：由于微波是按照近似直线的方式进：由于微波是按照近似直线的方式进行传播的，如果两个站点间相距太远，那行传播的，如果两个站点间相距太远，那么地球本身就会阻碍电磁的传输，因此在么地球本身就会阻碍电磁的传输，因此在中间每隔一段距离就需要安装一个中继器中间每隔一段距离就需要安装一个中继器来使电磁波传输得更远。来使电磁波传输得更远。u中继距离中继距离：中继器间的距离大约与站高的：中继

12、器间的距离大约与站高的平方根成正比，如果站高为平方根成正比，如果站高为100m，则中继，则中继器之间的距离可以约为器之间的距离可以约为80km（距离一般在（距离一般在50100km之间）。之间）。地面微波接力传输地面微波接力传输地面微波接力优缺点地面微波接力优缺点u优点优点：u容量大；容量大；u质量高；质量高；u投资小。投资小。u缺点缺点：u容易失真。容易失真。u易受环境因素影响。易受环境因素影响。u安全性差。安全性差。u 维护难度大。维护难度大。u应用应用：u传输电话、电报、图像、数据等信息。传输电话、电报、图像、数据等信息。卫星通信卫星通信u人造卫星中继信道可视为无线电中继信道人造卫星中继

13、信道可视为无线电中继信道的一种特殊形式。的一种特殊形式。u卫星中继信道由卫星中继信道由通信卫星、地球站、上行通信卫星、地球站、上行线路及下行线路线路及下行线路构成。构成。u同步卫星离地面高度为同步卫星离地面高度为35860km。卫星通信系统卫星通信系统卫星通信优缺点、应用卫星通信优缺点、应用u优点优点：u传输距离远；传输距离远；u覆盖地域广；覆盖地域广；u传播稳定可靠；传播稳定可靠；u传输容量大。传输容量大。u缺点缺点：u技术要求高；技术要求高；u一次性投入大。一次性投入大。u应用应用：u目前广泛用来传输多路电话、电报、数据和电视。目前广泛用来传输多路电话、电报、数据和电视。常用传输介质的比较

14、常用传输介质的比较广义信道广义信道u通信系统中，凡信号经过的一切通道统称通信系统中，凡信号经过的一切通道统称为广义信道。为广义信道。u广义信道不但包括传输媒介，还包括馈线、广义信道不但包括传输媒介，还包括馈线、天线、调制天线、调制/解调器、编码解调器、编码/译码器等各种形译码器等各种形式的转换、耦合等设备。广义信道主要用式的转换、耦合等设备。广义信道主要用于通信系统性能分析。于通信系统性能分析。u广义信道从消息传输的观点分析问题，把广义信道从消息传输的观点分析问题，把信道范围扩大了。其意义在于仅关注传输信道范围扩大了。其意义在于仅关注传输结果，不关心传输过程，使通信系统模型结果，不关心传输过程

15、，使通信系统模型及其分析大为简化。及其分析大为简化。广义信道分类广义信道分类广义信道通常可分为广义信道通常可分为调制信道和编码信道调制信道和编码信道两大类。两大类。调制信道调制信道u概念：概念：调制信道是指从调制器输出端到解调器输调制信道是指从调制器输出端到解调器输入端的所有电路设备和传输介质，调制信入端的所有电路设备和传输介质，调制信道主要用来研究模拟通信系统的调制、解道主要用来研究模拟通信系统的调制、解调问题，故调制信道又可称为连续（信号）调问题，故调制信道又可称为连续（信号）信道。信道。u调制信道中传输的是已调信号，为模拟信调制信道中传输的是已调信号，为模拟信道。道。信道分类信道分类编码

16、信道编码信道u概念：概念：编码信道的范围是从编码器输出端至译码编码信道的范围是从编码器输出端至译码器输入端，编码器的输出和译码器的输入器输入端，编码器的输出和译码器的输入都是数字序列，故编码信道又称为离散信都是数字序列，故编码信道又称为离散信道。主要用于研究数字通信系统。道。主要用于研究数字通信系统。u编码信道中传输的是已编信号，为数字信编码信道中传输的是已编信号，为数字信道。道。信道模型信道模型调制信道模型调制信道模型1编码信道模型编码信道模型23.1.3调制信道模型调制信道模型调制信道对信号的影响是由信道的特性及外调制信道对信号的影响是由信道的特性及外界干扰造成的，可以用一个二对端（或多界

17、干扰造成的，可以用一个二对端（或多对端）的时变线性网络来表示对端）的时变线性网络来表示。图3-9 调制信道模型调制信道模型调制信道模型通常，通常，f ei(t)可以表示为：可以表示为：k(t)ei(t)，此时，此时，eo(t)=k(t)ei(t)+n(t)，其中，其中k(t)表示时变表示时变线性网络的特性，称为乘性干扰，乘性噪线性网络的特性，称为乘性干扰，乘性噪声是指噪声在信号出现时存在。声是指噪声在信号出现时存在。k(t)是一个复杂的函数，反映信道的衰减、线是一个复杂的函数，反映信道的衰减、线性失真、非线性失真、延迟等。性失真、非线性失真、延迟等。n(t)称为加称为加性噪声，是指无论信号是否

18、出现，噪声在性噪声，是指无论信号是否出现，噪声在任何时间均存在。任何时间均存在。调制信道模型调制信道模型u恒参信道：恒参信道：u当当k(t)=常数时，称为恒参信道，例如，同轴电缆。常数时，称为恒参信道，例如，同轴电缆。u随参信道：随参信道：u当当k(t)常数，称为随参信道，例如，移动蜂窝网常数，称为随参信道，例如，移动蜂窝网通信信道。通信信道。恒参信道恒参信道u恒参信道指信道的乘性干扰恒参信道指信道的乘性干扰k(t)随时间缓变随时间缓变或不变，可以等效为线性时不变网络。或不变，可以等效为线性时不变网络。u各种有线信道和部分无线信道，如卫星通各种有线信道和部分无线信道，如卫星通信链路信道，微波中

19、继链路信道、中长波、信链路信道，微波中继链路信道、中长波、地面波传播信道都属于恒参信道。地面波传播信道都属于恒参信道。u若信道特性为若信道特性为h(t)，则输出信号可表示为，则输出信号可表示为 信号无失真传播条件信号无失真传播条件要使任意一个信号通过线性网络不产生波形要使任意一个信号通过线性网络不产生波形失真，网络的传输特性应该具备以下两个失真，网络的传输特性应该具备以下两个理想条件理想条件 系统函数的幅频特性系统函数的幅频特性H()是一个不随频率变化的是一个不随频率变化的常数。常数。系统函数的相频特性系统函数的相频特性()为一过原点的直线，即为一过原点的直线，即群时延为常数。群时延为常数。网

20、络的传输系统函数网络的传输系统函数 jHHe 信号无失真传播条件信号无失真传播条件系统函数的幅频特性系统函数的幅频特性H()是一个不随频率变是一个不随频率变化的常数。化的常数。系统函数的相频特性系统函数的相频特性()为一过原点的直线，为一过原点的直线，即群时延为常数。即群时延为常数。H0k 0k信号无失真传播条件信号无失真传播条件信道的相频特性还经常用群迟延信道的相频特性还经常用群迟延频率特性来衡频率特性来衡量，所谓群迟延量，所谓群迟延频率特性，就是相位特性频率特性，就是相位特性对频率的导数，若相位频率特性用对频率的导数，若相位频率特性用()表示，表示，群迟延用群迟延用()表示，则系统函数的幅

21、频特性是表示，则系统函数的幅频特性是一个不随频率变化的常数。一个不随频率变化的常数。dd 00t恒参信道恒参信道u恒参信道对信号传输的影响主要是线性畸恒参信道对信号传输的影响主要是线性畸变，线性畸变是由于网络特性不理想所造变，线性畸变是由于网络特性不理想所造成的，具体从幅频特性和相频特性两方面成的，具体从幅频特性和相频特性两方面进行讨论。进行讨论。u恒参信道并不是理想网络，其参数随时间恒参信道并不是理想网络，其参数随时间不变化或变化特别缓慢，不可避免会产生不变化或变化特别缓慢，不可避免会产生线性畸变线性畸变幅度频率畸变幅度频率畸变幅度频率畸变，即幅频畸变，是由于信道幅频特性不理想造成的。理想的

22、信道幅频特性在通带内应是平的，即对所有通带内的各频率分量的衰耗应是一样的,信号的各个频率分量不会因通过信道传输而发生畸变。dB衰耗（）0k幅度频率畸变幅度频率畸变实际中的信道不可能有这样理想的幅频特性。典型音频电话信道的相对衰耗曲线 dB302010f(Hz)120024003600幅度频率畸变幅度频率畸变一般数字信号是矩形波或升余弦波，具有丰富的频率成分，如果信道幅频特性不均匀，将使各频率受到不同的衰耗，从而使波形发生畸变在数字信号传输中，将会引起相邻数字信号波形之间在时间上的相互重叠，造成码间串扰（码元之间相互串扰）。为了减小幅度频率畸变，在设计总的电话信道传输特性时，一般都要求把幅度频率

23、畸变控制在一个允许的范围内改善电话信道中的滤波性能通过一个线性补偿网络使衰耗特性曲线变得平坦均衡相位频率畸变相位频率畸变相频畸变是由于信道相频特性不理想造成的，是信道的相位频率特性或群迟延频率特性偏离理想特性曲线而引起的畸变 理想相频特性 0k 如果相频特性曲线偏离如果相频特性曲线偏离线性关系就会引起波形线性关系就会引起波形失真，即产生相频畸变失真，即产生相频畸变 相位频率畸变相位频率畸变人耳对相频畸变不太敏感对模拟话音通信影响不大相频畸变将会引起严重的码间串扰严重影响数字通信研究数字通信系统时，一定要重视相频畸变对信号传输带来的影响。随参信道随参信道u随参指信道的乘性干扰随参指信道的乘性干扰

24、k(t)随时间快变化，随时间快变化，如短波电离反射、超短波流星余迹散射、如短波电离反射、超短波流星余迹散射、多径效应和选择性衰落均属于变参信道。多径效应和选择性衰落均属于变参信道。u表达式表达式恒参信道和随参信道分析恒参信道和随参信道分析u一般地，对加性干扰一般地，对加性干扰n(t)和乘性干扰和乘性干扰k(t)的的特性分析，就可以了解信道对信号的具体特性分析，就可以了解信道对信号的具体影响。影响。u乘性干扰会引起信号畸变（影响较大），乘性干扰会引起信号畸变（影响较大），需采用专门技术予以克服或减少。需采用专门技术予以克服或减少。u对于恒参信道，常采用均衡技术；对于随对于恒参信道，常采用均衡技术

25、；对于随参信道，需采用分集技术。参信道，需采用分集技术。u通常讨论系统性能，仅考虑加性噪声。通常讨论系统性能，仅考虑加性噪声。调制信道特性调制信道特性u有一对（或多对）输入端和一对（或多对）输出端，有一对（或多对）输入端和一对（或多对）输出端，为模拟信道；为模拟信道；u在输入信号的动态范围内，信道是线性的，即满足在输入信号的动态范围内，信道是线性的，即满足叠加性；叠加性；u信号在信道中传输时均被衰减和时延（固定或时信号在信道中传输时均被衰减和时延（固定或时变），具有随频率变化的振幅频率特性和相位频率变），具有随频率变化的振幅频率特性和相位频率特性；特性；u即使信道输入端无信号输入，在输出端仍有

26、一定的即使信道输入端无信号输入，在输出端仍有一定的功率输出。这是因为信道内存在着各种噪声。功率输出。这是因为信道内存在着各种噪声。编码信道模型编码信道模型u编码信道是包括调制信道、调制器以及解编码信道是包括调制信道、调制器以及解调器的信道，主要研究信道对所传输的数调器的信道，主要研究信道对所传输的数字信号的产生影响。字信号的产生影响。u编码信道所关心的是：在经过信道传输之编码信道所关心的是：在经过信道传输之后数字信号是否出现差错以及出现差错的后数字信号是否出现差错以及出现差错的可能性有多少。可能性有多少。u编码信道对信号的影响则是一种数字序列编码信道对信号的影响则是一种数字序列的变换，因此编码

27、信道可以用转移概率的变换，因此编码信道可以用转移概率（条件概率）来描述。（条件概率）来描述。二进制编码信道模型二进制编码信道模型编码信道分类编码信道分类u编码信道分为无记忆信道和有记忆信道。编码信道分为无记忆信道和有记忆信道。u在编码信道中，若数字信号的差错是独立在编码信道中，若数字信号的差错是独立的，也就是数字信号的前一个码元差错对的，也就是数字信号的前一个码元差错对后面的码元无影响，称此信道为无记忆信后面的码元无影响，称此信道为无记忆信道。道。u如果前一码元的差错影响到后面码元，这如果前一码元的差错影响到后面码元，这种信道称为有记忆信道。种信道称为有记忆信道。编码信道特性编码信道特性u有二

28、进制或多进制，为数字信道；有二进制或多进制，为数字信道；u编码信道包含调制信道，故调制信道对编编码信道包含调制信道，故调制信道对编码信道的传输质量有影响，但编码信道更码信道的传输质量有影响，但编码信道更看重其对所传输的数字信号的产生影响。看重其对所传输的数字信号的产生影响。信道容量信道容量3.23.2.2 离散信道信道容量离散信道信道容量3.2.1 连续信道信道容量连续信道信道容量信道容量概念信道容量概念信道容量是信道的极限传输能力，即信道能信道容量是信道的极限传输能力，即信道能够传送信息的最大传输速率。够传送信息的最大传输速率。其数学表达式为：其数学表达式为：C=max R （3-4）式中式

29、中R为信源传输速率，为信源传输速率，max表示对所有可表示对所有可能的输入概率分布的最大值。能的输入概率分布的最大值。连续信道信道容量连续信道信道容量设信道设信道(调制信道调制信道)的输入端加入单边功率谱密度为的输入端加入单边功率谱密度为n0(W/Hz)的加性高斯白噪声，信道的带宽为的加性高斯白噪声，信道的带宽为B(Hz)，信号功率为，信号功率为S(W)，则通过这种信道无差错传输的最大信息速率则通过这种信道无差错传输的最大信息速率C为为 （3-5）其中其中 C-信道容量，是指信道可能传输的最大信息速率信道容量，是指信道可能传输的最大信息速率（单位是（单位是b/s）；）；B-信道的带宽（单位是信

30、道的带宽（单位是Hz）；）；S-信道内所传信号的平均功率（单位是信道内所传信号的平均功率（单位是W）；）；n0-噪声单边功率谱密度噪声单边功率谱密度(单位是单位是W/Hz)S/N 为信噪比。为信噪比。BnSBC021log3.2.1连续信道信道容量连续信道信道容量令令N=n0B （3-6）公式（公式（3-6）就是著名的）就是著名的香农公式香农公式，香农公式表明了，香农公式表明了当信号与作用在信道上的起伏噪声的平均功率给定当信号与作用在信道上的起伏噪声的平均功率给定时，在具有一定频带宽度时，在具有一定频带宽度B的信道上，理论上单位的信道上，理论上单位时间内可能传输的信息量的极限数值。时间内可能传

31、输的信息量的极限数值。NSBC1log2香农公式香农公式关于香农公式，须注意以下三点：关于香农公式，须注意以下三点：u信噪比信噪比S/N为实际比值，而不是为实际比值，而不是dB；u信道容量信道容量C的单位是的单位是b/s，而不是波特（码，而不是波特（码元元/秒）；秒）；u信道容量三要素：信道带宽信道容量三要素：信道带宽B、噪声单边功、噪声单边功率谱密度率谱密度n0和信号功率和信号功率S，信道容量和这三，信道容量和这三要素有密切关系。要素有密切关系。信道容量四个结论信道容量四个结论（1）当给定）当给定B、S/N时，信道的极限传输能时，信道的极限传输能力力(信道容量信道容量)C即确定。即确定。（2

32、）当信道容量）当信道容量C一定时，带宽一定时，带宽B和信噪比和信噪比S/N之间可以互换。之间可以互换。（3）增加信道带宽）增加信道带宽B并不能无限制地增大信并不能无限制地增大信道容量。道容量。（4）信道容量）信道容量C是信道传输的极限速率时，是信道传输的极限速率时，由于由于 ，I为信息量，为信息量，T为传输时间。为传输时间。信道容量和带宽的关系信道容量和带宽的关系连续信道信道容量例题连续信道信道容量例题1设模拟电话信道带宽为设模拟电话信道带宽为3.4KHZ，信道上只存，信道上只存在加性噪声；在加性噪声；（1）若信道的输出信噪比为）若信道的输出信噪比为30dB，求该信，求该信道的最大信息传输速率

33、；道的最大信息传输速率；（2）若要在该信道中传输）若要在该信道中传输33.6kb/s的数据，的数据，试求接收端要求的最小信噪比为多少。试求接收端要求的最小信噪比为多少。连续信道信道容量例题连续信道信道容量例题2某一待传输的图片含个像素，各像素间统计某一待传输的图片含个像素，各像素间统计独立，每像素灰度等级为独立，每像素灰度等级为8级（等概率出级（等概率出现），要求用现），要求用3s传送该图片，且信道输出传送该图片，且信道输出端的信噪比为端的信噪比为30dB，试求传输系统所要求，试求传输系统所要求的最小信道带宽。的最小信道带宽。离散信道信道容量离散信道信道容量3.2.2频带宽度为频带宽度为B（H

34、z）的无噪声数字信道，所）的无噪声数字信道，所能传输的信号的最高码元速率为能传输的信号的最高码元速率为2B波特波特（Baud），则最大信息速率），则最大信息速率 (b/s)（3-9）式（式（3-9）中，）中，B为系统频带宽度，为系统频带宽度，N为码元为码元所能取得的离散值的个数，所能取得的离散值的个数，C为系统最大信为系统最大信息传输速率。息传输速率。离散信道信道容量例题离散信道信道容量例题1设现有一带宽为设现有一带宽为3000Hz的无噪声数字信道，的无噪声数字信道，用于传输用于传输16进制数据信号，请计算该信道进制数据信号，请计算该信道的信道容量。的信道容量。离散信道信道容量例题离散信道信道

35、容量例题2某一无噪声数字信道，系统带宽为某一无噪声数字信道，系统带宽为500Hz,信信道容量是道容量是3000b/s，求该信道传输符号的进，求该信道传输符号的进制数。制数。信道中的噪声信道中的噪声3.3噪声分类噪声分类噪声涞源噪声涞源常见噪声常见噪声噪声涞源噪声涞源u信道中加性噪声的来源，一般可以分为三信道中加性噪声的来源，一般可以分为三方面：方面：u人为噪声人为噪声 u自然噪声自然噪声 u内部噪声内部噪声 噪声分类噪声分类u单频噪声单频噪声 u脉冲噪声脉冲噪声 u起伏噪声起伏噪声 常见噪声常见噪声白噪声白噪声：在通信系统中，经常碰到的噪声之：在通信系统中，经常碰到的噪声之一就是白噪声。所谓白

36、噪声是指它的功率一就是白噪声。所谓白噪声是指它的功率谱密度函数在整个频域内是常数，即服从谱密度函数在整个频域内是常数，即服从均匀分布。均匀分布。图图3-13 白噪声的功率谱白噪声的功率谱密度和自相关函数密度和自相关函数常见噪声常见噪声高斯白噪声高斯白噪声：在实际信道中，另一种常见噪声：在实际信道中，另一种常见噪声是高斯噪声。所谓高斯噪声是指它的概率密度是高斯噪声。所谓高斯噪声是指它的概率密度函数服从高斯分布（即正态分布）的一类噪声。函数服从高斯分布（即正态分布）的一类噪声。其一维概率密度用数学式表示如式其一维概率密度用数学式表示如式3-13所示。所示。式中，式中，为噪声的数学期望值，也就是均值；为噪声的数学期望值，也就是均值；为噪声的方差。为噪声的方差。