1.1 信道簡介

信道：是以傳輸媒介為基礎的信號通道

信道的特性 => 適用場合

信道的影響 => 采取措施

• ① 信道噪聲（有源干擾）
• ② 信道本身特性不良（無源干擾）

1.2 狹義信道

1.2.1 有線信道

對稱電纜（雙絞線）、同軸電纜、光導纖維…

1.2.2 無線信道

指電磁波在自由空間所經歷的傳播路徑

電磁波的定義、特性、波譜

【定義】

電磁波是電磁場的一種運動形態

【特性】

• 低頻電磁波：主要束縛在有形的導電體內傳遞
• 高頻電磁波：既可在空間，也可在導電體內傳遞
• 電磁波在空間的傳播速度等于光速 c = 3x10⁸ m/s
• 頻率 f 和波長 λ 是電磁波的重要特性：λ = c / f
• 為有效地發射和接收電磁波，天線尺寸：h ≥ λ / 10

【波譜】

電磁波的傳播方式

增大視線傳播距離的其他途徑：

• 微波中繼（微波接力）：遠距離通信時需要建立多個中繼站
• 衛星中繼（靜止衛星、移動衛星）
• 平流層通信

信道特點

優點：

• 不需要架設傳輸路線
• 不受通信距離限制
• 機動性好，建立迅速

缺點：

• 傳播環境復雜，傳輸質量不穩定
• 頻譜資源有限，且受管制
• 信號易受多徑/時變/衰落等干擾
• 信號易被截獲，保密性差

1.3 信道數學模型

1.3.1 調制信道模型

注：
1、f[·]->信道本身特性，n(t)->噪聲
2、時變系統中一或一個以上的參數值隨時間而變化，從而整個特性也隨時間而變化
3、時不變系統的自身性質不隨時間而變化，系統響應的性態只取決于輸入信號的性態和系統的特性，而與輸入信號施加的時刻無關

1.3.2 編碼信道模型

• 無記憶信道：前后碼元發生的錯誤是相互獨立的
• 有記憶信道：一個碼元發生的錯誤與前后碼元有依賴關系，需要用馬爾科夫鏈描述

1.4 信道特性與影響

1.4.1 恒參信道

傳輸特性隨時間緩變或不變 => 線性時不變濾波器

如各種有線信道、衛星中繼、超短波及微波視距傳播等

1.4.2 隨參信道

傳輸特性隨時間隨機變化

如短波電離層反射、各種散射信道、移動通信信道等

特性：

• 衰減隨時間變化
• 時延隨時間變化
• 多徑傳播

多徑傳播的影響

結論：② 多徑傳播造成頻率選擇性衰落


多徑效應：

• 瑞利型衰落
• 頻率彌散
• 頻率選擇性衰落

減小頻率選擇性衰落的措施：

• 工程經驗公式：Bs = （1/3~1/5）△f （△f為最大路徑時延差的倒數）
• 分集接收
• 擴頻技術
• OFDM（正交頻分復用）、MIMO（多入多出技術）、均衡等

1.5 信道噪聲

分類

熱噪聲

信道加性噪聲 n(t)

注：BPF(band-pass filter)帶通濾波器，是一個允許特定頻段的波通過同時屏蔽其他頻段的設備

1.6 信道容量

1.6.1 無擾信道的容量

奈奎斯特定理

帶寬為B赫茲、信號電平數（進制數）為M的無擾信道，其所能承載的最大信息速率（信道容量）為：

C = 2 B log₂M（b/s）

1.6.2 有擾信道的容量

香農公式

應用：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的通信原理2：信道的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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