第3章.信道與信道容量ppt課件.ppt

《第3章.信道與信道容量ppt課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第3章信道與信道容量第3章信道與信道容量信道分類和表示參數(shù)離散單個(gè)符號(hào)信道及其容量離散序列信道及其容量連續(xù)信道及其容量23.1信道分類和表示參數(shù)信道的分類信道參數(shù)33.1.1信道的分類信道信道就是信息傳輸?shù)耐ǖ馈Ｔ谕ㄐ胖?，信道按其物理組成常被分成微波信道、光纖信道、電纜信道等。信號(hào)在這些信道中傳輸?shù)倪^程遵循不同的物理規(guī)律，通信技術(shù)必須研究信號(hào)在這些信道中傳輸時(shí)的特性。信息論不研究信號(hào)在信道中傳輸?shù)奈锢磉^程，并假定信道的傳輸特性已知，這樣信息論就可以抽象地將信道用下圖所示的模型來描述。43.1.1信道

2、的分類信道輸入量X(隨機(jī)過程)輸出量Y(隨機(jī)過程)信道53.1.1信道的分類信道分類可以根據(jù)不同的角度進(jìn)行分類。63.1.1信道的分類信道分類按用戶數(shù)量：單用戶信道只有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，信息單向傳輸。多用戶多用戶信道輸入端和輸出端至少有一個(gè)端存在兩個(gè)以上用戶，信息雙向傳輸。73.1.1信道的分類信道分類按輸入端和輸出端關(guān)系：無反饋信道輸出端的信號(hào)不反饋到輸入端。反饋信道輸出信號(hào)通過一定途徑反饋到輸入端。83.1.1信道的分類信道分類按信道參數(shù)與時(shí)間的關(guān)系：固定參數(shù)信道參數(shù)信道不隨時(shí)間變化而變化

3、，如光纖、電纜信道。時(shí)變參數(shù)信道信道參數(shù)隨時(shí)間變化而變化，如無線信道。93.1.1信道的分類信道分類按噪聲種類：隨機(jī)差錯(cuò)信道噪聲獨(dú)立隨機(jī)地影響每個(gè)傳輸碼元，如以高斯白噪聲為主體的信道。突發(fā)差錯(cuò)信道噪聲、干擾的影響是前后相關(guān)的，錯(cuò)誤成串出現(xiàn)，如實(shí)際的衰落信道、碼間干擾信道。由于這兩類噪聲導(dǎo)致的差錯(cuò)特性不同，因而需要選擇不同的糾錯(cuò)編碼方法。103.1.1信道的分類信道分類按輸入輸出特點(diǎn)：離散信道輸入輸出信號(hào)在時(shí)間和幅度上均離散。連續(xù)信道信號(hào)的符號(hào)是連續(xù)的，而時(shí)間是離散的。半離散半連續(xù)信道輸入和輸出兩個(gè)信

4、號(hào)中有一個(gè)是離散的，另一個(gè)是連續(xù)的。波形信道輸入和輸出信號(hào)在時(shí)間和幅度上均連續(xù)。113.1.2信道參數(shù)信道參數(shù)輸入量X(隨機(jī)過程)輸出量Y(隨機(jī)過程)信道123.1.2信道參數(shù)信道分類及其參數(shù)描述根據(jù)信道是否存在干擾及其有無記憶，可以將信道分為下面三大類：1）無干擾（無噪聲）信道2）有干擾無記憶信道3）有干擾有記憶信道133.1.2信道參數(shù)無干擾（無噪聲）信道信道的輸出信號(hào)Y與輸入信號(hào)X之間有確定的關(guān)系Y=f(X)已知X后就確知Y，轉(zhuǎn)移概率為：注意：無干擾信道并不一定要求輸入信號(hào)和輸出信號(hào)相等，只要

5、有確定的對應(yīng)關(guān)系，就可以由輸入信號(hào)惟一確定輸出信號(hào)。143.1.2信道參數(shù)有干擾無記憶信道信道的輸出信號(hào)Y與輸入信號(hào)X之間沒有確定的關(guān)系，但轉(zhuǎn)移概率滿足下列情況：即每個(gè)輸出信號(hào)只與當(dāng)前的輸入信號(hào)之間有轉(zhuǎn)移概率關(guān)系，而與其他非該時(shí)刻的輸入信號(hào)、輸出信號(hào)都無關(guān)，也就是無記憶性。153.1.2信道參數(shù)有干擾無記憶信道按照輸入輸出信號(hào)的符號(hào)數(shù)目，有干擾信道可以進(jìn)一步劃分為：（1）二進(jìn)制離散信道（2）離散無記憶信道（3）離散輸入、連續(xù)輸出信道（4）波形信道163.1.2信道參數(shù)二進(jìn)制離散信道（BinarySy

6、mmetricChannel,BSC）輸入符號(hào)X取值{0,1}；輸出符號(hào)Y取值{0,1}。信道轉(zhuǎn)移概率為：傳輸發(fā)生錯(cuò)誤的概率無錯(cuò)誤傳輸?shù)母怕?73.1.2信道參數(shù)二進(jìn)制離散信道（BinarySymmetricChannel,BSC）183.1.2信道參數(shù)離散無記憶信道（DiscreteMemorylessChannel,DMC）193.1.2信道參數(shù)離散無記憶信道（DiscreteMemorylessChannel,DMC）BSC是DMC的一種特例。203.1.2信道參數(shù)離散輸入、連續(xù)輸出信道波形信

7、道213.1.2信道參數(shù)有干擾有記憶信道存在碼間干擾，輸出信號(hào)不但與當(dāng)前的信號(hào)有關(guān)，還與以前的輸入信號(hào)有關(guān)。223.2離散單個(gè)符號(hào)信道及其容量信息傳輸率將信道中平均每個(gè)符號(hào)所能傳送的信息量定義為信道的信息傳輸率R，即信道的信息傳輸率就是平均互信息。233.2離散單個(gè)符號(hào)信道及其容量信息傳輸率有時(shí)需要了解的是信道在單位時(shí)間內(nèi)平均傳輸?shù)男畔⒘?，若已知平均傳輸一個(gè)符號(hào)所需的時(shí)間為t秒，則將信道在單位時(shí)間內(nèi)平均傳輸?shù)男畔⒘慷x為信息傳輸速率，即：注意：信息傳輸率243.2離散單個(gè)符號(hào)信道及其容量信道容量25

8、3.2離散單個(gè)符號(hào)信道及其容量信道容量有時(shí)關(guān)心單位時(shí)間內(nèi)的信道容量，若已知平均傳輸一個(gè)符號(hào)所需的時(shí)間為t秒，則：注意：信道容量263.2離散單個(gè)符號(hào)信道及其容量信道容量對于特定的信道，信道容量是個(gè)定值，但在傳輸信息時(shí)信道能否提供其最大傳輸能力，則取決與輸入端的概率分布。273.2離散單個(gè)符號(hào)信道及其容量信道容量的計(jì)算對于一般信道，信道容量計(jì)算相當(dāng)復(fù)雜，我們只討論某些特殊類型的信道：無干擾離散信道無嗓無損信道有噪無損信道無噪有損信道對稱DMC信道準(zhǔn)對稱DMC信道一般DM