[工學]通信原理第4章-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 量為 H(x)。 設噪聲 單邊功率譜密度 為 n0，則 N = n0B； 故上式可以改寫成： 由上式可見， 連續信道的容量 Ct和信道帶寬 B、信號功率 S及噪聲功率譜密度 n0三個因素有關 。 【 解 】 因為每個像素獨立地以等概率取 8個亮度電平，故每個像素的信息量為 Ip = log2(1/ 8) = 3 (b/pix) () 并且每幀圖像的信息量為 IF = 300,000 ? 3 = 900,000 (b/F) () 因為每秒傳輸 25幀圖像，所以要求傳輸速率為 Rb = 900,000 ? 25 = 22,500,000 = ? 106 (b/s) () 信道的容量 Ct必須不小于此 Rb值。 Ct和帶寬 B的關系曲線： 020/1200 o g)1(l o gl i ml i m nSenSxnSC xxtB ???? ???圖 424 信道容量和帶寬關系 S/n0 S/n0 B Ct (S/n0) 64 第 4章 信 道 上式還可以改寫成如下形式： 式中 Eb －每比特能量； Tb = 1/B － 每比特持續時間。 ?容量 Ct的定義： (b/s) 式中 r － 單位時間內信道傳輸的符號數 )]/()([m a x)( yxHxHC xP ??)]}/()([{m a x)( yxHxHrC xPt ??57 0 0 1 1 P(0/0) = 127/128 P(1/1) = 127/128 P(1/0) = 1/128 P(0/1) = 1/128 發送端 圖 423 對稱信道模型 接收端 第 4章 信 道 ?【 例 】 設信源由兩種符號“ 0”和“ 1”組成，符號傳輸速率為 1000符號 /秒，且這兩種符號的出現概率相等，均等于 1/2。 ? ? ?? ? ?????? nimjnijijijii yxHxHyxPyxPyPxPxP1 1 122 )/()()]/(l o g)/()([)(l o g)(???? niii xPxPxH12 )(l o g)()(? ?? ??? mjnijijij yxPyxPyPyxH1 12 )/(l o g)/()()/(54 第 4章 信 道 ?二進制信源的熵 ? 設發送“ 1”的概率 P(1) = ?， 則發送“ 0”的概率 P(0) ＝ 1 ? 當 ? 從 0變到 1時，信源的熵 H(?)可以寫成： ? 按照上式畫出的曲線 ： ? 由此圖可見，當 ? ＝ 1/2時， 此信源的熵達到最大值。 ?窄帶高斯噪聲功率： 式中 Pn(f) － 雙邊噪聲功率譜密度 ????? dffPP nn )(49 第 4章 信 道 ?噪聲等效帶寬： 式中 Pn(f0) － 原噪聲功率譜密度曲線的最大值 噪聲等效帶寬的物理概念 ： 以此帶寬作一矩形 濾波特性，則通過此 特性濾波器的噪聲功率， 等于通過實際濾波器的 噪聲功率。 ?性質： 高斯白噪聲 )V(4 k T RBV ?47 第 4章 信 道 ? 按噪聲性質分類 ?脈沖噪聲 ： 是突發性地產生的，幅度很大，其持續時間比間隔時間短得多。因為，若碼元速率降低，則信號帶寬也將隨之減小，多徑效應的影響也隨之減輕。 38 2）多徑傳播使 變成包絡和相位受到調制的窄帶信號 3）多徑傳播引起了頻率彌散 (頻率尺寬 )。 ?其他失真： 頻率偏移、相位抖動 … 非線性關系 直線關系 圖 417 非線性特性 輸入電壓 輸出電壓 34 第 4章 信 道 ? 變參信道的影響 ?變參信道：又稱時變信道，信道參數隨時間而變。 )()()()( tntetkte io ??23 物理信道中 K(ω)特性有三種典型形式 1： 加性噪聲信道 r(t)=s0(t)+n(t)=ksi(t)+n(t) 加性噪聲信道模型 24 2： 帶加性噪聲的線性濾波器信道： K(ω) 在信號頻帶范圍之內不是常數，但不隨時間變化。 [例 ] 若要求 D = 50 km，則由式 () ? 增大視線傳播距離的其他途徑 ? 中繼通信： ? 衛星通信：靜止衛星、移動衛星 ? 平流層通信： d d h 接收天線 發射天線 傳播途徑 D 地面 r r 圖 43 視線傳播 圖 44 無線電中繼 第 4章 信 道 50822 DrDh ?? m m505050508222???? DrDh9 ? 電離層對于傳播的影響 ?反射 ?散射 ? 大氣層對于傳播的影響 ?散射 ?吸收 頻率 (GHz) (a) 氧氣和水蒸氣（濃度 g/m3）的衰減 頻率 (GHz) (b) 降雨的衰減 衰減 (dB/km) 衰減 (dB/km) 水蒸氣 氧氣 降雨率 圖 46 大氣衰減 第 4章 信 道 10 圖 47 對流層散射通信 地球 有效散射區域 第 4章 信 道 ?散射傳播 ?電離層散射 機理 － 由電離層不均勻性引起 頻率 － 30 ~ 60 MHz 距離 － 1000 km以上 ?對流層散射 機理 － 由對流層不均勻性（湍流）引起 頻率 － 100 ~ 4000 MHz 最大距離 600 km 11 第 4章 信 道 ?流星流星余跡散射 流星余跡特點 － 高度 80 ~ 120 km，長度 15 ~ 40 km 存留時間：小于 1秒至幾分鐘 頻率 － 30 ~ 100 MH