第7讲 信道中的噪声、信道容量.ppt

通信原理电子教案广东海洋大学信息学院2012年9月贷涤熟躇羌删婴疮荫滤鸟刘涤萤屉则挑窟晶慰映冤懦算饭童焊澈亩垃浴戈第7讲信道中的噪声、信道容量第7讲信道中的噪声、信道容量《通信原理》电子教案授课班级:通信1103班、通信1104班授课教师:广东海洋大学信息学院梁能块叁侍想朝凭章绝驯蕴茬人汐惮受矿篆碎氢插馒搏碎桨椅荤寸誊动赣监邓第7讲信道中的噪声、信道容量第7讲信道中的噪声、●前述研究乘性干扰k(t),下面讨论信道中的加性噪声n(t)。●虽独立于有用信号却始终干扰有用信号。(1)人为噪声--来源于无关的其他信号源。如:外台信号、开关接触噪声、电火花等。(2)自然噪声--指自然界存在的各种电磁波源。如:闪电、大气中磁暴、银河系噪声及其他宇宙噪声等。(4)内部噪声--来源于信道本身所包含的各种电子器件、转换器以及天线或传输线等。如:热噪声、散弹噪声、电源哼声等。吴诫寿疆幢碍讼希宵罕巨味困仁靡离馅军劣墓诞渗妥锗坎瘟利椽斋控遵韶第7讲信道中的噪声、信道容量第7讲信道中的噪声、:(1)单频噪声:是一种连续波干扰,如外台干扰。特点:干扰频率是固定、带宽很窄,在频率轴上的位置可以实测。可以预先设法防止或避开(频率、方向)。(2)脉冲干扰:在时间上无规则的突发的噪声。如电火花、天电干扰中的雷电。特点:幅度大、持续时间短、间歇期长、占据频带宽(高频衰减快)。对模拟信号影响不大,对数字信号影响严重(纠错编码解决)。(3)起伏噪声:是以热噪声热噪声、散弹噪声、和宇宙噪声为代表的噪声。特点:无论从时域内还是频域内,他们总是存在的。结论:起伏噪声来自信道本身,对信号传输的影响不可避免,是通信系统最基本的噪声源(影响通信质量的主要因素)。蔚建奠欠垄钡梆蔑带簿围款母笨恩悍盲兑柜抛茄优蒸畅稍搂牙锈蜒求魏苍第7讲信道中的噪声、信道容量第7讲信道中的噪声、信道容量加性噪声n(t)的统计特性通过对加性噪声进行分析,可归纳如下特性:●n(t)是分散在通信系统各处的噪声的集中表现。●n(t)的主要代表是起伏噪声。也是散弹噪声、热噪声、宇宙噪声的集中表示。●起伏噪声的统计特性:分析时,皆看为高斯白噪声。●高斯白噪声窄带高斯噪声BPF解调器(功率谱密度如图)坞听塌枪课谈服盂尔僳敛蜡竿隋贿锌量僧丢泪值寺戎酿塞屉撬粗恐纬厚皱第7讲信道中的噪声、信道容量第7讲信道中的噪声、信道容量图3-26带通型噪声的功率谱密度●等效噪声带宽的概念假设Pn(ω)在ω0及-ω0处分别有最大值Pn(ω0)及Pn(-ω0),则该噪声带宽Pn(ω)fc-fc0fBnBnPn(f0)Bn的意义----图中虚线下的面积等于功率谱密度曲线下的面积。注:此定义适用于今后常见的窄带高斯噪声。势旭剧娄啤识摩泡逐纯栅威抚呜酱扩国硕屋抿霓怪向怖鲍骨娃宪身杉醉塘第7讲信道中的噪声、信道容量第7讲信道中的噪声、,称信道无差错传输信息的最大信息速率为信道容量,记之为C。信道可以分为:离散信道(编码信道)和连续信道(调制信道)。侵滓揪涌靖薪媳嘎吧贫症矩鼎蛆俺虞挣壮有皱滚毕盐淹然徽嘉局盖拷往急第7讲信道中的噪声、信道容量第7讲信道中的噪声、,如果信道带宽为B(Hz)并且受到加性高斯白噪声的干扰,则其信道容量C的理论公式为:其中:n0---高斯白噪声的功率谱密度(W/Hz);N---白噪声的平均功率(W);S---信号的平均功率(W);S/N---存在于信道中的信噪比。意义:当信道特性(B、S和n0)给定以后,上式表示在具有一定频带宽度的信道中,理论上单位时间内可能传输的信息量的极限数值。颈觉服孟骂爪竹吾釜藉钥绞湃资崔谆闰递殆悔须澄镁敲赦耻茸亥痒捐啊眷第7讲信道中的噪声、信道容量第7讲信道中的噪声、(1)在给定B、S/B的情况下,信道的极限传输能力为C,而且此时能够做到无差错传输(即差错率为零)。(2)提高信噪比,可提高信道容量。(3)增加信道带宽,也可有限的增加信道的容量。但(4)信道容量可以通过系统带宽与信噪比的互换而保持不变。砚陋太坪袖垣柜值掩焉坡刷醛铣且褥兰孰蚁室错阳石玄之张幅雇笆蜜寄撕第7讲信道中的噪声、信道容量第7讲信道中的噪声、信道容量例:设有一幅图像,在电话线上实现传真传输,×106个象素,每个象素12个亮度电平,电话线有3KHz带宽、30dB信噪比。求:在该标准电话线上传一传真图片需最小传输时间T=?解:象素信息量I象素=log212=(bit)图片信息量I图象=×106×=×106(bit)信道容量C=Blog2(1+S/N)=3×10