第4章信道信道：无线信道－电磁波有线信道－电线、光纤信道中的干扰：有源干扰－噪声无源干扰－传输特性不良本章重点：信道传输特性和噪声的特性，及其对于信号传输的影响。4.1无线信道无线信道电磁波的频率－受天线尺寸限制地球大气层的结构对流层：地面上0~10km平流层：约10～60km电离层：约60～400km传播路径地面电离层：离地面60—600km的大气层成因——太阳辐射的紫外线和X射线组成——分子，原子，离子，自由电子半导体媒质视线传播：频率>30MHz距离:和天线高度有关(4.1-3)式中，D–收发天线间距离(km)。[例]若要求D=50km，则由式(4.1-3)增大视线传播距离的其他途径中继通信：卫星通信：静止卫星、移动卫星平流层通信：无线电视距中继——沿视线传输工作频率：超短波和微波，中继距离：30~50km。卫星中继构成同步通信卫星（中继站，转发器）地球站（终端站）上下行线路工作频段：L频段(1.5/1.6GHz)C频段(4/6GHz)Ku频段(12/14GHz)Ka频段(20/30GHz)特点：通信容量大、传输质量稳定、传输距离远、覆盖区域广等。但信号衰减大（对发射功率要求高），电波往返所需要的时间较长（对于静止卫星约需0.26s左右），造价高。平流层通信：用位于平流层高空平台的转发站代替卫星作为基站。高空平台：17-22km，充氦飞艇、气球或太阳能动力飞机可覆盖500km通信区域；费用低，延迟小，建设快，容量大。图4-7对流层散射通信流星余迹散射流星余迹特点－高度80~120km，长度15~40km存留时间：小于1秒至几分钟频率－30~100MHz距离－1000km以上特点－低速存储、高速突发、断续传输4.2有线信道明线电缆光纤明线架空明线，电线杆上架设的互相平行而绝缘的裸线，用于20世纪初。安装简单，传输损耗比电缆低，但通信质量差，受气候环境等影响较大并且对外界噪声干扰比较敏感。基本已被淘汰，但在我国一些农村和边远地区或受条件限制的地方仍有架空明线对称电缆传输损耗大，传输特性稳定，价格便宜、安装容易。双绞线(TwistedPair)也称双扭线，由一对或多对相互绝缘的铜导线按一定规则绞合而成（减少对邻近线对的电磁干扰）。双绞线的外层可以再加上一个用金属丝编织而成的屏蔽层。屏蔽双绞线(STP，ShieldTwistedPair)非屏蔽双绞线(UTP，UnShieldTwistedPair)3.同轴电缆(CoaxialCable)4.光纤芯:非常细的玻璃或塑料纤维线，介质包层:折射率低，可使光波保持在芯线内外套:塑料或其它材料防止外部的潮湿气体侵入，防止磨损或挤压2a基本要求：低损耗，低色散损耗与波长关系损耗最小点：1.31与1.55m4.3信道的数学模型广义信道：传输媒质+系统中的一些转换装置调制信道编码信道4.3.1调制信道模型式中－信道输入端信号电压；－信道输出端的信号电压；－噪声电压。通常假设：这时上式变为：－信道数学模型k(t)与ei(t)相乘，故称其为乘性干扰；而n(t)称为加性干扰。因k(t)随t变，故信道称为时变信道。若k(t)作随机快变化，称信道为随参信道；若k(t)变化很慢或很小，则称为恒参信道。乘性干扰特点：当没有信号时，没有乘性干扰；加性干扰特点：独立于信号，叠加在信号之上。4.3.2编码信道模型二进制编码信道简单模型－无记忆信道模型P(0/0)和P(1/1)－正确转移概率P(1/0)和P(0/1)－错误转移概率P(0/0)=1–P(1/0)P(1/1)=1–P(0/1)四进制编码信道模型4.4信道特性对信号传输的影响恒参信道的影响恒参信道举例：各种有线信道、卫星信道…影响：确定的，变化缓慢传输特性理想线性网络：幅频特性、相频特性群迟延-频率特性典型电话信道幅频特性——幅频失真影响：波形幅度失真，码间串扰原因：信道中的电抗元件（滤波器，混合线圈，串联电容，分路电感等）措施：设计信道传输特性，控制幅频畸变；加线性补偿网络——均衡典型电话信道相频特性和群迟延频率特性——相频失真两种都属于线性失真变参信道的影响变参信道：又称时变信道，信道参数随时间而变。变参信道举例：天波、地波、散射传播…变参信道的特性：衰减随时间变化时延随时间变化多径效应：信号经过几条路径到达接收端，而且每条路径的长度（时延）和衰减