华企号 互联网综合 信息论与编码之信道的数学模型

信息论与编码之信道的数学模型

广义信道的数学模型
连续信道模型 和 离散信道模型

连续信道的数学模型
广义信道中的调制信道属于连续信道。我们所关心的是信号经过信道所得到的输出信号,信道内部的变化过程并不重要。可以用描述一定输入、输出关系的方框来表示。

 

连续信道具有以下一些特征:

可以有一对或者多对输入端和输出端;
大多数信道都为线性,也就是满足线性叠加原理;
信号通过此类信道具有固定或者时变延迟,以及固定或时变的损耗和衰落;
信道中不可避免的会引入噪声,即使没有输入信号,也会有噪声输出。

连续信道一般可以看作一个输出端叠加有噪声的时变线性网络,输入输出关系如下:

 

其中:

是输入的连续信号, 是信道总的输出,是加性噪声;独立于。实际反映了物理信道的特性,可以表示成信道单位冲激响应与输入信号的卷积, 也即反映信道的特性, 可以表示为:

 

H(f)依赖于信道的特性, 可以看成是乘性千扰。

讨论:

1)连续信道对信号的干扰主要有两种 乘性干扰 ℎ(𝑡)和加性干扰 𝑛(𝑡),分析信道对信号的具体影响,只要了解 ℎ(𝑡)与 𝑛(𝑡)的特性即可。

2)分析乘性干扰 ℎ(𝑡)的影响时,可以把连续信道分成两大类:

恒参信道,即 ℎ(𝑡)随时间缓变或者不变;通常将架空明线、电缆、光导纤维、超短波及微波视距传播、卫星中继等看作恒参信道。
是随参信道,即 ℎ(𝑡)随机快变化。短波电离层反射信道、各种散射信道、超短波移动通信信道等可以视为随参信道。
离散信道数学模型
广义信道中的编码信道就是一种离散信道(数字信道)。离散信道的输入变量 X 、输出变量 Y 均为为离散信号(数字信号)。信道的特性可用信道转移概率

 

(条件概率)来描述。主要研究离散信号在信道中传输的特征。

 

半连续信道
输入变量 X 和输出变量 Y 一个为连续信号,一个为离散信号。如下图所示的 AWGN 信道,输入是二进制对极信号,输出是叠加了高斯白噪声的连续信号。

 

作者: 华企网通王鹏程序员

我是程序员王鹏,热爱互联网软件开发和设计,专注于大数据、数据分析、数据库、php、java、python、scala、k8s、docker等知识总结。 我的座右铭:"业精于勤荒于嬉,行成于思毁于随"
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