通信原理2通信原理第二章.ppt

1）. 最佳选择式 选择式合并是所有合并方式中最简单的一种， 其原理是检测所有接收机输出信号的信噪比，选择其中信噪比最大的那一路信号作为合并器的输出， 其原理图如图 2 所示。 2）. 等增益合并 等增益合并原理如图 3 所示。当加权系数k1=k2=…=kN时，即为等增益合并 3）.最大比值相加式 控制各支路增益，使它们分别与本支路的信噪比成正比，然后再相加得到接收信号 合并增益与分集支路数N成正比 图 2 选择式合并原理图 图 3 等增益合并、 最大比值合并原理 图 3 – 22 三种分集合并的性能比较： 最大比值合并的性能最好，选择式合并的性能最差。 当N较大时， 等增益合并的合并增益接近于最大比值合并的合并增益 3、总的分集效果 （1）提高接收信号的电平 （2）改善了快衰落的特性，降低了误码率 以上介绍的是几种显分集方式，在CDMA系统中还采用Rake接收机形式的隐分集方式。 另外，在实际应用中还可以将多种分集结合使用。 例如在CDMA移动通信系统中，通常将空间分集与Rake接收相结合，改善传输条件，提高系统性能。 2、3 信道的加性噪声 前面我们讨论了恒参信道和随参信道传输特性以及其对信号传输的影响。除此之外，信道的加性噪声同样会对信号传输产生影响。加性噪声与信号相互独立，并且始终存在，实际中只能采取措施减小加性噪声的影响，而不能彻底消除加性噪声。 因此，加性噪声不可避免地会对通信造成危害 2、3 信道的加性噪声 一、加性噪声的来源： 外部干扰 人为噪声：工业干扰、无线电噪声 自然噪声：天电干扰：雷电、磁暴、太阳黑子、银河系噪声、宇宙射线等 内部干扰 热噪声 散弹噪声 电源噪声等 二、噪声的分类及性质 若根据噪声的性质分类，可以分为单频噪声、脉冲噪声和起伏噪声。这三种噪声都是随机噪声。  (1) 单频噪声。 单频噪声主要是无线电干扰，频谱特性可能是单一频率， 也可能是窄带谱。单频噪声的特点是一种连续波干扰。 (2) 脉冲噪声。 脉冲噪声是在时间上无规则的突发脉冲波形。包括工业干扰中的电火花、汽车点火噪声、 雷电等。脉冲噪声的特点是以突发脉冲形式出现、干扰持续时间短、脉冲幅度大、周期是随机的且相邻突发脉冲之间有较长的安静时间。由于脉冲很窄，所以其频谱很宽。可以通过选择合适的工作时间、远离脉冲源等措施减小和避免脉冲噪声的干扰。  (3) 起伏噪声。 起伏噪声是一种连续波随机噪声，包括热噪声、散弹噪声和宇宙噪声。对其特性的表征可以采用随机过程的分析方法。起伏噪声的特点是具有很宽的频带，并且始终存在，它是影响通信系统性能的主要因素。在以后各章分析通信系统抗噪声性能时，都是以起伏噪声为重点。 三、起伏噪声的基本性质 1、几种典型的起伏噪声简介 （1）热噪声 （2）散弹噪声 （3）宇宙噪声 信道的加性噪声 2、起伏噪声的统计特性 （1）起伏噪声的幅度分布: 服从高斯分布 （2）起伏噪声的功率谱密度是平坦的 2、4 信道容量的概念 1、信道容量的概念 单位时间内信道上所能传输的最大信息量 物理意义：是指信道中信息无差错传输的最大速率。 调制信道是一种连续信道，可以用连续信道的信道容量来表征； 编码信道是一种离散信道，可以用离散信道的信道容量来表征。 2、离散信道的信道容量 1）．离散信道模型 所谓离散信道是指输入与输出都取离散值的信道，即广义信道中的编码信道。离散信道模型可以由图3-5表示。 2、离散信道的信道容量 P（xi）为发送符号xi的概率 P（yi）为收到符号yi的概率 P（yi/ xi ）或P（yj/ xi ）为转移概率，i=1，2，…，n，又叫发送xi 时收到yi或yj的条件概率。 无噪声时：P（yj/ xi ）=0 2．离散信道中输出信号所获得的信息量 在无噪声信道中，收到信号的 P（y1）概率和发送信号P（x1）的概率是相同的；而在有噪声信道中，当输入一个x1时，输出则可能是y1，也可能是y2或ym等，输出与输入之间成为随机对应关系，此时，P（y1）和P（x1）不等。 发送符号xi，收到符号yj时所获得的信息量Ho（xi /yj）为 式中， ——未发送符号前对xi的不确定度； ——收到yj后对xi的不确定度； ——未发送符号前xi出现的概率； ——收到yj而发送为xi的概率。 对所有的每个符号取统计平均值，收到符号所获得的平均信息