1
通信原理
2
第一章 概论
1.1 通信的发展
?古代通信的起源
?两类通信方式
?近代通信的发展
3
1.2 消息、信息和信号
?消息：语音、文字、图形、图像 …
?信息：消息的有效内容
不同消息可有相同内容
?信号：传输消息的手段（媒介）
通信系统中传输的是信号
4
?信息的度量：
*制定度量方法考虑的原则
货 物 消 息
货运量 信息量
有多种 有多种
和种类无关 和类型无关
和贵重程度 和重要程度
无关 无关
总量是单件 总量是单件独立
货运量之和 消息的信息量之和
5
*制定度量信息的方法
# 消息“量” ? 信息量
# 例：, 明天降雨量将有一毫米, -- 信息量
小
,明天降雨量将达到一米, -- 信息量
大
,明日太阳将从东方升起, -- 信息量
零
# 信息量 I = I [ P(x) ],P(x) -- 发生概率
# 定义,I = loga [1/P(x)] = -logaP(x)
# 通常取 a = 2,此时单位为“比特”。
# 对于一个等概率、二进制码元：
I = log2 [1/P(x)] = log2 [1/(1/2)] = 1 比特
6
# 对于一个等概率,M进制码元：
I = log2 [1/P(x)] = log2 [1/(1/M)]
= log2 M 比特
若 M = 2k,则 I = k 比特
7
1.3数字通信
1.3.1基本概念
?两类信号
? 模拟信号：取值连续，例如语音
? 数字信号：取值离散，例如数据
8
模拟信号与数字信号
模拟信号 数字信号
t t
tt
码元
9
?两类通信系统
? 模拟通信系统
要求 － 高保真度
准则 － 信号噪声功率（电压）比
手段 － 参量估值方法
? 数字通信系统
要求 － 正确
准则 － 错误率
手段 － 统计判决理论
10
1.3.2 数字通信的优点
?取值有限，能正确接收。
(a) 失真的数字信号 (b) 恢复的数字信号
数字信号波形的失真和恢复
11
?可采用纠错和检错技术，大大提高抗
干扰性。
? 可采用高保密性能的数字加密技术。
?可综合传输各种模拟和数字输入信号
?易于设计、制造，体积小、重量轻。
?可作信源编码，压缩冗余度，提高信
道利用率。
?信噪比随带宽按指数规律增长。
12
数字通信系统模型
发送端 接收端
信
源
信
道
编
码
调
制
信
道
压
缩
编
码
解
调
信
宿
保
密
解
码
信
道
解
码
压
缩
解
码
保
密
编
码
噪 声 同 步信源编码 信源解码
1.3.3 数字通信系统模型
13
模拟通信系统模型
发送端 接收端
噪 声
调
制
信
道
解
调
信
宿
信
源
14
1.3.4 数字通信系统的主要性能指标
?有效性和可靠性的关系 （ 速度～质量 ）
? 传输速率：
?码元速率 RB － 波特
?信息速率,Rb－ 比特 /秒
对 M进制,Rb = RB log2 M
?消息速率,RM
? 错误率：
?误码率 Pe = 错误接收码元数 /传输码元总数
?误比特率 Pb = 错误接收比特数 /传输总比特数
15
?误字率 Pw = 错误接收字数 /总传输字数
?误码率和误比特率的关系
Pb = Pe x M / [2(M-1)] ? Pe /2
?误字率和误比特率的关系
对于二进制，
若一个字由 k比特组成，则
Pw＝ 1 – (1 – Pe)k
?频带利用率
?能量利用率
16
1.4 信 道
1.4.0 信道的定义：
译码器
输 入
发
转
换
器
媒
质
收
转
换
器
解
调
器
调
制
器
（调 制） 信 道
广义（编码）信道
编码器
输 出
17
1.4.1 无线信道
?无线电通信的起源
?电磁波发射对波长的要求
?频段（波长）划分
18
频段（波长）划分
频率范围 名 称 典型应用
(kHz)
3 – 30 甚低频 (VLF) 远程导航、水下通信
(10-100 km) 声纳、授时
30 – 300 低频 (LF) 导航、水下通信
(1-10 km) 无线电信标
300 – 3000 中频 (MF) 广播、海事通信、
(100-1000m) 测向、遇险求救、
海岸警卫
19
频段（波长）划分
频率范围 名 称 典型应用
(MHz)
3 – 30 高频 (HF) 远程广播、电报、电话、飞机
(10-100m) 与船只间通信、船－岸通信、
业余无线电
30 – 300 甚高频 (VHF) 电视、调频广播、陆地交通、
(米波） 空中交通管制、出租汽车、
警察、导航、飞机通信
300 – 3000 特高频 (UHF) 电视、蜂窝网、微波链路、
(分米波） 无线电探空仪、导航、卫星
通信,GPS、监视雷达、
无线电高度计
20
频段（波长）划分
频率范围 名 称 典型应用
(GHz)
3 – 30 超高频 (HF) 卫星通信、无线电高度计、
（厘米波） 微波链路、机载雷达、气象
雷 达、公用陆地移动通信
30 – 300 极高频 (VHF) 铁路业务、雷达着陆系统、
（毫米波） 实验用
300 – 3000 亚毫米波 实验用
（ 0.1 – 1 mm）
21
频段（波长）划分
频率范围 名 称 典型应用
(THz)
43 – 430 红外线 光通信系统
(7 – 0.7 ?m)
430 – 750 可见光 光通信系统
(0.7 – 0.4 ?m)
750 – 3000 紫外线 光通信系统
(0.4 – 0.1 ?m)
注,kHz = 103 Hz,MHz = 106 Hz,GHz = 109 Hz,
THz = 1012 Hz,mm = 10-3 m,?m = 10-6 m
22
对流层地球
0~10 km
电离层
60~300 km
平流层
电磁波传播：地波、天波、视线传播
23
地 波
?频率,2MHz 以下
?绕射：发生在波长～障碍物尺寸可比时
?通信距离：可达数百～数千 km
地球
24
?D层：高 60 ~ 80 km
?E层：高 100 ~ 120 km
?F层：高 150 ~ 400 km
?F1层,140 ~ 200 km
?F2层,250 ~ 400 km
?晚上,D层,F1层消失
E层,F2层减弱
电离层的结构
D
E
F
F2
F1
地 面
25
天 波
?电离层高度,60 ～ 300 km
?单跳最大距离,4000 km
?多跳可以环球
?频率,2 ～ 30 MHz
26
?频率,> 30 MHz
?传播距离, d2 + r2 =(h+r)2,
或
h ? D2/50 (m)
式中 D － km
视线传播
h
r
地面
d d
D
rh2rh2hd 2 ???
27
无线电中继
图 1.4.4 无线电中继
28
静止卫星中继通信
29
平流层中继通信
?HAPS(High Altitude Platform Station)
30
频率 (GHz)
(a) 氧气和水蒸气（浓度 7.5 g/m3）的衰减
频率 (GHz)
(b) 降雨的衰减
衰
减(dB/km)
衰
减(dB/km) 水蒸气
氧气
降雨率
图 1.4.5 大气衰减
大气对电磁波传播的影响
31
散射通信
? 电离层散射
? 频率, 30 ~ 60 MHz
? 对流层散射
? 频率, 100 ~ 4000 MHz
? 流星余迹散射
? 频率, 30 ~ 100 MHz
图 1.4.6 对流层散射通信
地球
有效散射区域
地
球
图 1.4.7 流星余迹散射通信
32
蜂窝网
移动
交换
中心
电话
交换
中心
33
1.4.2 有线信道
?明线
?对称电缆
?同轴电缆
图 1.4.8 同轴电缆截面示意图
34
有线电信道电气特性
信道类型 通话容量（路） 频率范围 (kHz) 传输距离 (km)
明线 1+3 0.3～ 27 300
明线 1+3+12 0.3～ 150 120
对称电缆 24 12～ 108 35
对称电缆 60 12～ 252 12～ 18
小同轴电缆 300 60～ 1 300 8
小同轴电缆 960 60～ 4 100 4
中同轴电缆 1 800 300～ 9 000 6
中同轴电缆 2 700 300～ 12 000 4.5
中同轴电缆 10 800 300～ 60 000 1.5
35
? 光纤
?结构
?损耗
n1n2
折射率
折射率
n1n2
2a
光波波长 （ nm）
1.55 ?m1.31 ?m
0.7 0,9 1.1 1.3 1.5 1.7
36
1.4.3 信道模型
?调制信道模型, 对于单“端对”信道
eo(t) = f [ei(t)] + n(t)
式中 ei(t) － 输入的已调信号；
eo(t) － 输出信号；
n(t) － 加性噪声，它与 ei(t)相互独立。
f [ei(t) ] － 与输入有关的一个函数,
表示信道对于信号的影响。
ei(t) eo(t)
时变线性
网络
37
通常,f [ei(t) ] 可以表示为,k(t) ei(t)，
此时,eo(t) = k(t) ei(t) + n(t)
其中 k(t)表示时变线性网络的特性,称为乘性干扰。
k(t) － 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。
最简单情况,k(t) = 常数，表示衰减。
当 k(t) =常数，称为恒 (定 )参 (量 )信道
例如，同轴电缆
当 k(t)?常数，称为随 (机 )参 (量 )信道
例如，移动蜂窝网通信信道
38
?编码信道模型,
?二进制信号、无记忆信道，
其中,P(0/0),P(1/1) － 正确转移概率
P(0/1),P(1/0) － 错误转移概率
转移概率 － 决定于编码信道的特性
P(0/0) = 1 - P(1/0)
P(1/1) = 1 - P(0/1)
0
1 1
0
P(0/0)
P(0/1)
P(1/1)
P(1/0)
39
?四进制
0
1
2
3 3
2
1
0
接
收
端
发
送
端
40
1.4.4 信道特性对信号传输的影响
? 恒参信道, ~ 非时变线性网络
?振幅 ~频率特性
f (Hz)300 30000
衰
耗(d
B)
理想特性
典型音频电话信道特性
41
?相位 ~频率特性,
理想特性, 相位 ? (?) = k ? ;
群迟延 ? (?) = d?(?)/d?= k
畸变的影响, 波形失真（相位失真）、码间串扰。
?线性失真, 频率失真和相位失真,属于线性失真
可用, 线性补偿网络, 纠正，－, 均衡,
?非线性失真,
振幅特性非线性、频率偏移、相位抖动 …
非线性失真 － 难以消除
ω
? (?)
0理想特性
理想特性
? (?)
?0
42
? 变参信道,
?变参信道的共性 － 衰落, 衰减随机变化
传输时延, 随机变化
多径效应, 快衰落
?接收信号的特性,
设发送信号为 A cos ?0t，则经过 n条路径传播后的接收信号
R (t)可以表示为：
式中 ri (t) － 第 i 条路径的接收信号振幅；
?i (t) － 第 i 条路径的传输时延
? i (t) = - ?0 ?i (t)
X c (t) X s (t)
? ?
? ?
???? n
1i
n
1i
i0ii0i )]t(tc o s [)t(r)]t(t[c o s)t(r)t(R ????
? ?
? ?
?? n
1i
n
1i
0ii0ii ts i n)t(s i n)t(rtc o s)t(c o s)t(r)t(R ????
43
式中 V(t) － 合成波 R(t)的包络 ; 〖多径衰落〗
?(t) － 合成波 R(t)的相位。
即有
由于，相对于 ?而言,ri(t)和 ?i(t)变化缓慢，故 Xc(t),Xs(t)及 V(t),?(t)
也是缓慢变化的。
所以,R(t)可以视为一个窄带信号（随机过程）。
)]t(tc o s [)t(Vts i n)t(Xtc o s)t(X)t(R 00s0c ????????
)t(X
)t(Xa r c t a n)t(
)t(X)t(X)t(V
c
s
2
s
2
c
??
??
44
由下式可见，
原发送信号 A cos ?0t，经过传输后：
* 恒定振幅 A，变成慢变振幅 V(t);
* 恒定相位 0，变成慢变相位 ?(t)；
* 因而，频谱由单一频率变成窄带频谱。
)]t(tc o s [)t(V)t(R 0 ????
t ff0
45
?频率选择性衰落
设：只有两条多径传播路径，且衰减相同，时延不同；
发射信号为 f(t)，接收信号为 af(t - ?0)和 af(t - ?0 - ?)；
发射信号的频谱为 F(?)。
则有 f(t) ? F(?)
af(t - ?0) ? a F(?) e-j??0
af(t - ?0 - ?) ? a F(?) e-j?(?0 + ?)
af(t - ?0) + af(t - ?0 - ?) ? a F(?) e-j??0 (1+e-j??)
? H(?) = a F(?) e-j??0 (1+e-j??)/F(?) = ae-j??0 (1+e-j??)
|1+e-j??| = |1+cos??-jsin??|=|[(1+cos??)2+sin2??]1/2|
=2|cos(??/2)|
?三类信号：
*确知信号
*随相信号
*起伏信号
)()( ?Ftf ?
46
1.5 信道中的噪声
? 按照来源分类：
?人为噪声：电火花、家用电器 …
?自然噪声：闪电、大气噪声、热噪声 …
? 按照性质分类：
?脉冲噪声
?窄带噪声
?起伏噪声
? 今后讨论通信系统时主要涉及：
白噪声 － 热噪声是一种典型白噪声。
1.6 小结
通信原理
2
第一章 概论
1.1 通信的发展
?古代通信的起源
?两类通信方式
?近代通信的发展
3
1.2 消息、信息和信号
?消息：语音、文字、图形、图像 …
?信息：消息的有效内容
不同消息可有相同内容
?信号：传输消息的手段（媒介）
通信系统中传输的是信号
4
?信息的度量：
*制定度量方法考虑的原则
货 物 消 息
货运量 信息量
有多种 有多种
和种类无关 和类型无关
和贵重程度 和重要程度
无关 无关
总量是单件 总量是单件独立
货运量之和 消息的信息量之和
5
*制定度量信息的方法
# 消息“量” ? 信息量
# 例：, 明天降雨量将有一毫米, -- 信息量
小
,明天降雨量将达到一米, -- 信息量
大
,明日太阳将从东方升起, -- 信息量
零
# 信息量 I = I [ P(x) ],P(x) -- 发生概率
# 定义,I = loga [1/P(x)] = -logaP(x)
# 通常取 a = 2,此时单位为“比特”。
# 对于一个等概率、二进制码元：
I = log2 [1/P(x)] = log2 [1/(1/2)] = 1 比特
6
# 对于一个等概率,M进制码元：
I = log2 [1/P(x)] = log2 [1/(1/M)]
= log2 M 比特
若 M = 2k,则 I = k 比特
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1.3数字通信
1.3.1基本概念
?两类信号
? 模拟信号：取值连续，例如语音
? 数字信号：取值离散，例如数据
8
模拟信号与数字信号
模拟信号 数字信号
t t
tt
码元
9
?两类通信系统
? 模拟通信系统
要求 － 高保真度
准则 － 信号噪声功率（电压）比
手段 － 参量估值方法
? 数字通信系统
要求 － 正确
准则 － 错误率
手段 － 统计判决理论
10
1.3.2 数字通信的优点
?取值有限，能正确接收。
(a) 失真的数字信号 (b) 恢复的数字信号
数字信号波形的失真和恢复
11
?可采用纠错和检错技术，大大提高抗
干扰性。
? 可采用高保密性能的数字加密技术。
?可综合传输各种模拟和数字输入信号
?易于设计、制造，体积小、重量轻。
?可作信源编码，压缩冗余度，提高信
道利用率。
?信噪比随带宽按指数规律增长。
12
数字通信系统模型
发送端 接收端
信
源
信
道
编
码
调
制
信
道
压
缩
编
码
解
调
信
宿
保
密
解
码
信
道
解
码
压
缩
解
码
保
密
编
码
噪 声 同 步信源编码 信源解码
1.3.3 数字通信系统模型
13
模拟通信系统模型
发送端 接收端
噪 声
调
制
信
道
解
调
信
宿
信
源
14
1.3.4 数字通信系统的主要性能指标
?有效性和可靠性的关系 （ 速度～质量 ）
? 传输速率：
?码元速率 RB － 波特
?信息速率,Rb－ 比特 /秒
对 M进制,Rb = RB log2 M
?消息速率,RM
? 错误率：
?误码率 Pe = 错误接收码元数 /传输码元总数
?误比特率 Pb = 错误接收比特数 /传输总比特数
15
?误字率 Pw = 错误接收字数 /总传输字数
?误码率和误比特率的关系
Pb = Pe x M / [2(M-1)] ? Pe /2
?误字率和误比特率的关系
对于二进制，
若一个字由 k比特组成，则
Pw＝ 1 – (1 – Pe)k
?频带利用率
?能量利用率
16
1.4 信 道
1.4.0 信道的定义：
译码器
输 入
发
转
换
器
媒
质
收
转
换
器
解
调
器
调
制
器
（调 制） 信 道
广义（编码）信道
编码器
输 出
17
1.4.1 无线信道
?无线电通信的起源
?电磁波发射对波长的要求
?频段（波长）划分
18
频段（波长）划分
频率范围 名 称 典型应用
(kHz)
3 – 30 甚低频 (VLF) 远程导航、水下通信
(10-100 km) 声纳、授时
30 – 300 低频 (LF) 导航、水下通信
(1-10 km) 无线电信标
300 – 3000 中频 (MF) 广播、海事通信、
(100-1000m) 测向、遇险求救、
海岸警卫
19
频段（波长）划分
频率范围 名 称 典型应用
(MHz)
3 – 30 高频 (HF) 远程广播、电报、电话、飞机
(10-100m) 与船只间通信、船－岸通信、
业余无线电
30 – 300 甚高频 (VHF) 电视、调频广播、陆地交通、
(米波） 空中交通管制、出租汽车、
警察、导航、飞机通信
300 – 3000 特高频 (UHF) 电视、蜂窝网、微波链路、
(分米波） 无线电探空仪、导航、卫星
通信,GPS、监视雷达、
无线电高度计
20
频段（波长）划分
频率范围 名 称 典型应用
(GHz)
3 – 30 超高频 (HF) 卫星通信、无线电高度计、
（厘米波） 微波链路、机载雷达、气象
雷 达、公用陆地移动通信
30 – 300 极高频 (VHF) 铁路业务、雷达着陆系统、
（毫米波） 实验用
300 – 3000 亚毫米波 实验用
（ 0.1 – 1 mm）
21
频段（波长）划分
频率范围 名 称 典型应用
(THz)
43 – 430 红外线 光通信系统
(7 – 0.7 ?m)
430 – 750 可见光 光通信系统
(0.7 – 0.4 ?m)
750 – 3000 紫外线 光通信系统
(0.4 – 0.1 ?m)
注,kHz = 103 Hz,MHz = 106 Hz,GHz = 109 Hz,
THz = 1012 Hz,mm = 10-3 m,?m = 10-6 m
22
对流层地球
0~10 km
电离层
60~300 km
平流层
电磁波传播：地波、天波、视线传播
23
地 波
?频率,2MHz 以下
?绕射：发生在波长～障碍物尺寸可比时
?通信距离：可达数百～数千 km
地球
24
?D层：高 60 ~ 80 km
?E层：高 100 ~ 120 km
?F层：高 150 ~ 400 km
?F1层,140 ~ 200 km
?F2层,250 ~ 400 km
?晚上,D层,F1层消失
E层,F2层减弱
电离层的结构
D
E
F
F2
F1
地 面
25
天 波
?电离层高度,60 ～ 300 km
?单跳最大距离,4000 km
?多跳可以环球
?频率,2 ～ 30 MHz
26
?频率,> 30 MHz
?传播距离, d2 + r2 =(h+r)2,
或
h ? D2/50 (m)
式中 D － km
视线传播
h
r
地面
d d
D
rh2rh2hd 2 ???
27
无线电中继
图 1.4.4 无线电中继
28
静止卫星中继通信
29
平流层中继通信
?HAPS(High Altitude Platform Station)
30
频率 (GHz)
(a) 氧气和水蒸气（浓度 7.5 g/m3）的衰减
频率 (GHz)
(b) 降雨的衰减
衰
减(dB/km)
衰
减(dB/km) 水蒸气
氧气
降雨率
图 1.4.5 大气衰减
大气对电磁波传播的影响
31
散射通信
? 电离层散射
? 频率, 30 ~ 60 MHz
? 对流层散射
? 频率, 100 ~ 4000 MHz
? 流星余迹散射
? 频率, 30 ~ 100 MHz
图 1.4.6 对流层散射通信
地球
有效散射区域
地
球
图 1.4.7 流星余迹散射通信
32
蜂窝网
移动
交换
中心
电话
交换
中心
33
1.4.2 有线信道
?明线
?对称电缆
?同轴电缆
图 1.4.8 同轴电缆截面示意图
34
有线电信道电气特性
信道类型 通话容量（路） 频率范围 (kHz) 传输距离 (km)
明线 1+3 0.3～ 27 300
明线 1+3+12 0.3～ 150 120
对称电缆 24 12～ 108 35
对称电缆 60 12～ 252 12～ 18
小同轴电缆 300 60～ 1 300 8
小同轴电缆 960 60～ 4 100 4
中同轴电缆 1 800 300～ 9 000 6
中同轴电缆 2 700 300～ 12 000 4.5
中同轴电缆 10 800 300～ 60 000 1.5
35
? 光纤
?结构
?损耗
n1n2
折射率
折射率
n1n2
2a
光波波长 （ nm）
1.55 ?m1.31 ?m
0.7 0,9 1.1 1.3 1.5 1.7
36
1.4.3 信道模型
?调制信道模型, 对于单“端对”信道
eo(t) = f [ei(t)] + n(t)
式中 ei(t) － 输入的已调信号；
eo(t) － 输出信号；
n(t) － 加性噪声，它与 ei(t)相互独立。
f [ei(t) ] － 与输入有关的一个函数,
表示信道对于信号的影响。
ei(t) eo(t)
时变线性
网络
37
通常,f [ei(t) ] 可以表示为,k(t) ei(t)，
此时,eo(t) = k(t) ei(t) + n(t)
其中 k(t)表示时变线性网络的特性,称为乘性干扰。
k(t) － 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。
最简单情况,k(t) = 常数，表示衰减。
当 k(t) =常数，称为恒 (定 )参 (量 )信道
例如，同轴电缆
当 k(t)?常数，称为随 (机 )参 (量 )信道
例如，移动蜂窝网通信信道
38
?编码信道模型,
?二进制信号、无记忆信道，
其中,P(0/0),P(1/1) － 正确转移概率
P(0/1),P(1/0) － 错误转移概率
转移概率 － 决定于编码信道的特性
P(0/0) = 1 - P(1/0)
P(1/1) = 1 - P(0/1)
0
1 1
0
P(0/0)
P(0/1)
P(1/1)
P(1/0)
39
?四进制
0
1
2
3 3
2
1
0
接
收
端
发
送
端
40
1.4.4 信道特性对信号传输的影响
? 恒参信道, ~ 非时变线性网络
?振幅 ~频率特性
f (Hz)300 30000
衰
耗(d
B)
理想特性
典型音频电话信道特性
41
?相位 ~频率特性,
理想特性, 相位 ? (?) = k ? ;
群迟延 ? (?) = d?(?)/d?= k
畸变的影响, 波形失真（相位失真）、码间串扰。
?线性失真, 频率失真和相位失真,属于线性失真
可用, 线性补偿网络, 纠正，－, 均衡,
?非线性失真,
振幅特性非线性、频率偏移、相位抖动 …
非线性失真 － 难以消除
ω
? (?)
0理想特性
理想特性
? (?)
?0
42
? 变参信道,
?变参信道的共性 － 衰落, 衰减随机变化
传输时延, 随机变化
多径效应, 快衰落
?接收信号的特性,
设发送信号为 A cos ?0t，则经过 n条路径传播后的接收信号
R (t)可以表示为：
式中 ri (t) － 第 i 条路径的接收信号振幅；
?i (t) － 第 i 条路径的传输时延
? i (t) = - ?0 ?i (t)
X c (t) X s (t)
? ?
? ?
???? n
1i
n
1i
i0ii0i )]t(tc o s [)t(r)]t(t[c o s)t(r)t(R ????
? ?
? ?
?? n
1i
n
1i
0ii0ii ts i n)t(s i n)t(rtc o s)t(c o s)t(r)t(R ????
43
式中 V(t) － 合成波 R(t)的包络 ; 〖多径衰落〗
?(t) － 合成波 R(t)的相位。
即有
由于，相对于 ?而言,ri(t)和 ?i(t)变化缓慢，故 Xc(t),Xs(t)及 V(t),?(t)
也是缓慢变化的。
所以,R(t)可以视为一个窄带信号（随机过程）。
)]t(tc o s [)t(Vts i n)t(Xtc o s)t(X)t(R 00s0c ????????
)t(X
)t(Xa r c t a n)t(
)t(X)t(X)t(V
c
s
2
s
2
c
??
??
44
由下式可见，
原发送信号 A cos ?0t，经过传输后：
* 恒定振幅 A，变成慢变振幅 V(t);
* 恒定相位 0，变成慢变相位 ?(t)；
* 因而，频谱由单一频率变成窄带频谱。
)]t(tc o s [)t(V)t(R 0 ????
t ff0
45
?频率选择性衰落
设：只有两条多径传播路径，且衰减相同，时延不同；
发射信号为 f(t)，接收信号为 af(t - ?0)和 af(t - ?0 - ?)；
发射信号的频谱为 F(?)。
则有 f(t) ? F(?)
af(t - ?0) ? a F(?) e-j??0
af(t - ?0 - ?) ? a F(?) e-j?(?0 + ?)
af(t - ?0) + af(t - ?0 - ?) ? a F(?) e-j??0 (1+e-j??)
? H(?) = a F(?) e-j??0 (1+e-j??)/F(?) = ae-j??0 (1+e-j??)
|1+e-j??| = |1+cos??-jsin??|=|[(1+cos??)2+sin2??]1/2|
=2|cos(??/2)|
?三类信号：
*确知信号
*随相信号
*起伏信号
)()( ?Ftf ?
46
1.5 信道中的噪声
? 按照来源分类：
?人为噪声：电火花、家用电器 …
?自然噪声：闪电、大气噪声、热噪声 …
? 按照性质分类：
?脉冲噪声
?窄带噪声
?起伏噪声
? 今后讨论通信系统时主要涉及：
白噪声 － 热噪声是一种典型白噪声。
1.6 小结
