信道分类及其特点
根据通信的概念，信号必须依靠传输介质传输，所以传输介质被定义为狭义信道。另一方面，信号还必须经过很多设备(发送机、接收机、调制器、解调器、放大器等)进行各种处理，这些设备显然也是信号经过的途径，因此，把传输介质(狭义信道)和信号必须经过的各种通信
设备统称为广义信道。我们这里研究的是狭义上的信道，即信号的传输介质。
信道可分为两大类：一类是电磁波的空间传播渠道，如短波信道、超短波信道、微波信道、光波信道等；它们具有各种传播特性的自由空间，习惯上称为无线信道；另一类是电磁波的导引传播渠道。如明线信道、电缆信道、波导信道、光纤信道等。它们具有各种传输能力的导引体，习惯上就称为有线信道。
一、有线信道：
1、架空明线，即在电线杆上架设的互相平行而绝缘的裸线，它是一种在20世纪初就已经大量使用的通信介质。架空明线安装简单，传输损耗比电缆低，但通信质量差，受气候环境等影响较大并且对外界噪声干扰比较敏感，因此，在发达国家中早已被淘汰，在许多发展中国家中也已基本停止了架设，但目前在我国一些农村和边远地区受条件限制的地方仍有不少架空明线在工作着
2、双绞线电缆(TP)：
将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了降低信号的干扰程度，电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成，也因此把它称为双绞线。双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。目前市面上出售的UTP分为3类，4类，5类和超5类四种：
3类：传输速率支持10Mbps，外层保护胶皮较薄，皮上注有“cat3”
4类：网络中不常用
5类（超5类）：传输速率支持100Mbps或10Mbps，外层保护胶皮较厚，皮上注有“cat5”
超5类双绞线在传送信号时比普通5类双绞线的衰减更小，抗干扰能力更强，在100M网络中，受干扰程度只有普通5类线的1/4，目前较少应用。
STP分为3类和5类两种，STP的内部与UTP相同，外包铝箔，抗干扰能力强、传输速率高但价格昂贵。
双绞线一般用于星型网的布线连接，两端安装有RJ-45头(水晶头)，连接网卡与集线器，最大网线长度为100米，如果要加大网络的范围，在两段双绞线之间可安装中继器，最多可安装4个中继器，如安装4个中继器连5个网段，最大传输范围可达500米。
3、同轴电缆：
由一根空心的外圆柱导体和一根位于中心轴线的内导线组成，内导线和圆柱导体及外界之间用绝缘材料隔开。按直径的不同，可分为粗缆和细缆两种：粗缆：传输距离长，性能好但成本高、网络安装、维护困难，一般用于大型局域网的干线，连接时两端需终接器。
(1)粗缆与外部收发器相连。
(2)收发器与网卡之间用AUI电缆相连。
(3)网卡必须有AUI接口（15针D型接口）：每段500米，100个用户，4个中继器可达2500米，收发器之间最小2.5米，收发器电缆最大50米。
细缆：与BNC网卡相连，两端装50欧的终端电阻。用T型头，T型头之间最小0.5米。细缆网络每段干线长度最大为185米，每段干线最多接入30个用户。如采用4个中继器连接5个网段，网络最大距离可达925米。
细缆安装较容易，造价较低，但日常维护不方便，一旦一个用户出故障，便会影响其他用户的正常工作。
根据传输频带的不同，可分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆两种类型：
基带：数字信号，信号占整个信道，同一时间内能传送一种信号。
宽带：可传送不同频率的信号。
4、光纤：
是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。应用光学原理，由光发送机产生光束，将电信号变为光信号，再把光信号导入光纤，在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号，并把它变为电信号，经解码后再处理。与其它传输介质比较，光纤的电磁绝缘性能好、信号衰小、频带宽、传输速度快、传输距离大。主要用于要求传输距离较长、布线条件特殊的主干网连接。
分为单模光纤和多模光纤：
单模光纤：由激光作光源，仅有一条光通路，传输距离长，2千米以上。
多模光纤：由二极管发光，低速短距离，2千米以内。
二、无线信道（一）信道类别
1、短波信道：短波按照国际无线电咨询委员会(CCIR，现在的ITU-R)，的划分是指波长在l00m~l0m，频率为3MHz~30MHz的电磁波。利用短波进行的无线电通信称为短波通信，又称高频(HF)通信。实际上，为了充分利用短波近距离通信的优点，短波通信实际使用的频率范围为1.5MHz~30MHz。与卫星通信、地面微波、同轴电缆、光缆等通信手段相比，短波通信也有着许多显著的优点：
1)短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信，因而建设和维护费用低，建设周期短;
2)设备简单，可以根据使用要求固定设置，进行定点固定通信。也可以背负或装入车辆、舰船、飞行器中进行移动通信;
3)电路调度容易，临时组网方便、迅速，具有很大的使用灵活性;
4)对自然灾害或战争的抗毁能力强。通信设备体积小，容易隐蔽，便于改变工作频率以躲避敌人干扰和窃听，破坏后容易恢复。
短波通信也存在着一些明显的缺点：
1)可供使用的频段窄，通信容量小。按照国际规定，每个短波电台占用3.7kHz的频率宽度，而整个短波频段可利用的频率范围只有28.5MHz。为了避免相互间的干扰，全球只能容纳7700多个可通信道，通信空间十分拥挤。并且3kHz通信频带宽度，在很大程度上限制了通信的容量和数据传输的速率。
2)短波的天波信道是变参信道，信号传输稳定性差。短波无线电通信主要是依赖电离层进行远距离信号传输的，电离层作为信号反射媒质的弱点是参量的可变性很大。它的特点是路径损耗、延时散步、噪声和干扰，都随昼夜、频率、地点而不断变化着。一方面电离层的变化使信号产生衰落，衰落的幅度和频次不断变化。另一方面天波信道存在着严重的多径效应，造成频率选择性衰落和多径延时。选择性衰落使信号失真，多径延时使接收信号在时间上扩散，成为短波链路数据传输的主要限制。
3)大气和工业无线电噪声干扰严重。随着工业电器化的发展，短波频段工业电器辐射的无线电噪声干扰平均强度很高，加上大气无线电噪声和无线电台间干扰，在过去，几瓦、十几瓦发射功率就能实现的远距离短波无线电通信，而在今天，10倍、几十倍于这样的功率也不一定能够保证可靠的通信。大气和工业无线电噪声主要集中在无线电频谱的低端，随着频率的升高，强度逐渐降低。虽然，在短波频段这类噪声干扰比中长波段低，但强度仍很高，影响着短波通信的可靠性，尤其是脉冲型突发噪声，经常会使数据传输出现突发错误，严重影响通信质量。
2、超短波信道。利用30～300 兆赫波段的无线电波传输信息的信道。由于超短波的波长在1～10米之间，所以也称米波通信。整个超短波的频带宽度有270兆赫，是短波频带宽度的10倍。
1）超短波通信利用视距传播方式，比短波天波传播方式稳定性高，受季节和昼夜变化的影响小。
2）天线可用尺寸小、结构简单、增益较高的定向天线。这样，可用功率较小的发射机。
3）频率较高,频带较宽,能用于多路通信。
4）调制方式通常用调频制，可以得到较高的信噪比。通信质量比短波好。
3、微波信道：微波常指频率在1000兆赫（MHz）以上（波长在30厘米以下）的电磁波。微波的传播特性类似于光的传播，一般沿直线传播，绕射能力很弱，一般进行视距内的通信，对于长距离通信可采用接力的方式，为微波接力通信，或称微波中继通信也可利用对流层传播进行通信，称为对流层散射通信；或利用人造卫星进行转发，即卫星通信。
微波通信的特点是：
1）通信频段的频带宽，传输信息容量大。
2）通信稳定、可靠。
3）在进行地面上的远跟离通信时，必须采用接力的方式，发端信号经若干中间站多次转发，才能到达收端。
4）通信灵活性较大。
5）天线增益高、方向性强。
6）投资少、建设快。
（二）无线信道的衰减特性：
1、衰减
2、雨雾衰减
3、大气折射
4、菲涅尔半径和余弦
5、地面反射
（三）无线信道的干扰特性
1、外部噪声干扰
外部噪声干扰一是来源于天电、宇宙和太阳的自然噪声，其特点是强度大、时间短，往往很难克服，但干扰只是瞬间的。二是来源于工业电器、高压输电线、电汽车辆等人为噪声，其特点是频谱宽、噪声强度随频率的升高而下降，噪声源的数量随地点和时间而随机变化。
2、通信设备本身的干扰
通信设备本身产生的干扰主要是指收、发信机及天线等内部产生的噪声干扰。包括发信和边带噪声，发信和杂散辐射，接收机杂散响应，邻道辐射干扰等干扰因素。在超短波通信电台的收、发信机中，主振晶体振荡器、调制器、倍频器、放大器等部件在工作时都会产生热噪声，这些噪声一旦被调制就会形成干扰信号发射出去。当电源滤波不好时，外界的杂散电磁波及噪声也会串扰进电源电路，经各次交流脉动谐波进入发射电路形成发射噪声。发射机的寄生辐射和邻道辐射以及接收机的寄生响应（组合波干扰）等设备自身机制因素都会对通信的效果带来影响。
3、无线信道中的干扰
在无线电通信网中，由于众多电台之间的相互作用，相互影响，可产生互调干扰、阻塞干扰、邻道干扰和同频干扰，其中互调干扰、阻塞干扰和同频干扰对通信网影响较严重。互调干扰的基本原因是由于部件的非线性引起的。一是多个频率信号加至非线性器件上产生大量组合频率。二是无线系统内部，系统之间频率和功率关系不协调。互凋干扰中，高次谐波由于其分量小，能量也小，并且受输入回路衰减严重，对通信质量影响不大，影响最严重的是三阶互调干扰。
4、信道间的干扰
在同一区域内，往往存在着隶属于不同系统的许多通信网，每个网络自成体系。这些网络之间的相互影响就形成了网间干扰。
另外使用通信干扰设备发射专门的干扰信号，破坏或扰乱敌方的无线通信，是通信对抗的进攻手段。
参考资料
https://www.doczj.com/doc/e719011812.html,
https://www.doczj.com/doc/e719011812.html,/MyWeb/NewWeb/baike/Baikedefault.aspx
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http://220.181.50.113/view/8690bc4bcf84b9d528ea7a8d.html
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https://www.doczj.com/doc/e719011812.html,/dxxy/undergraduate/txjpkc/di3zhang.pdf
摘要 在一般的广义通信系统中，信道是很重要的一部分。它是传输信息的载体， 其任务是以信号方式传输信息、存储信息。因而研究信道就是研究信道中能够传送或存储的最大信息量，即信道容量问题。信源输出的是携带着信息的消息，而消息必须首先转换成能在信道中传输或存储的信号，然后通过信道传送到收信者。并且认为噪声或干扰主要是从信道中引入，它使信号通过信道后产生错误和失真。故信道的输入和输出信号之间一般不是确定的函数关系，而是统计依赖的关系。只要知道了信道的输入信号、输出信号，以及它们之间的统计依赖关系， 则信道的全部特性就确定了。 实际的通信系统中，信道的种类很多，所包含的设备也各部相同，因而可以从不同的角度进行分类。 根据信道用户数量 （1）单用户信道：只是一个输入端和一个输出端，信息只朝着一个方向（单向）传输。其信道容量为一个确定的非负数。 （2）多用户信道：输入端或输出端至少有一端有两个以上的用户，信息在两个方向上（双向）都能传输。其信道容量为一个二维或多维区间的一个限定区域的界限。 根据信道输入端和输出端的关系 （1）无反馈信道：输出端的信号不反馈到输入信号，即输出信号对输入信号没有影响。 （2）反馈信道：信道输出端的信号反馈到输入端，影响输入端信号发生变化；根据信道的参数与时间的关系 （1）固定参数信道：信道的参数（统计特性）不随时间变化而变化，如光纤、电缆信道。 （2）时变参数信道。信道的参数（统计特性）随时间变化而变化，如无线信道的参数会因天气、周围环境的变化而发生较大的变化。 根据信道所受噪声种类的不同 （1）随机差错信道：噪声独立随机地影响每个传输码元，如以高斯白噪声为体的信道。 （2）突发差错信道：噪声、干扰的影响前后相关，错误成串的出现，如实际的衰落信道、码间干扰信道，这些噪声可能是由不同的脉冲干扰或闪电等引起的。根据输入和输出信号的特点 （1）离散信道：输入和输出信号在时间和幅度上均离散。 离散信道的数学模型 离散信道的数学模型一般如下图所示，输入和输出信道用随机矢量表示。输入信号X=(X1,...,Xi,...,Xn)，输出信号Y=(Y1,...,Yi,...,Yn)。每个随机变量X和
通信原理复习资料 一、基本概念 第一章 1、模拟通信系统模型 模拟通信系统是利用模拟信号来传递信息的通信系统 2、数字通信系统模型 数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统 3、数字通信的特点 优点： （1）抗干扰能力强，且噪声不积累 （2）传输差错可控 （3）便于处理、变换、存储 （4）便于将来自不同信源的信号综合到一起传输 （5）易于集成，使通信设备微型化，重量轻 （6）易于加密处理，且保密性好 缺点： （1）需要较大的传输带宽 （2）对同步要求高 4、通信系统的分类 （1）按通信业务分类：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统 （2）按调制方式分类：基带传输系统和带通（调制）传输系统 （3）调制传输系统又分为多种调制，详见书中表1-1 （4）按信号特征分类：模拟通信系统和数字通信系统 （5）按传输媒介分类：有线通信系统和无线通信系统 （6）按工作波段分类：长波通信、中波通信、短波通信 （7）按信号复用方式分类：频分复用、时分复用、码分复用 5、通信系统的主要性能指标：有效性和可靠性 有效性：指传输一定信息量时所占用的信道资源（频带宽度和时间间隔），或者说是传输的“速度”问题。 数字通信系统模型 模拟通信系统模型
可靠性：指接收信息的准确程度，也就是传输的“质量”问题。 （1）模拟通信系统： 有效性：可用有效传输频带来度量。 可靠性：可用接收端最终输出信噪比来度量。 （2）数字通信系统： 有效性：用传输速率和频带利用率来衡量。 可靠性：常用误码率和误信率表示。 码元传输速率R B ：定义为单位时间（每秒）传送码元的数目，单位为波特（Baud ） 信息传输速率R b ：定义为单位时间内传递的平均信息量或比特数，单位为比特/秒 6、通信的目的：传递消息中所包含的信息 7、通信方式可分为：单工、半双工和全双工通信 8、信息量是对信息发生的概率（不确定性）的度量。一个二进制码元含1b 的信息量；一个M 进制码元含有log 2M 比特的信息量。等概率发送时，信息源的熵有最大值。 第二章 1、随机过程是一类随时间作随机变化的过程，它不能用确切的时间函数描述。 2、随机过程具有随机变量和时间函数的特点，可以从两个不同却又紧密联系的角度来描述：①随机过程是无穷多个样本函数的集合②随机过程是一族随机变量的集合。 3、广义平稳随机过程：（1）均值与t 无关，为常数；（2）自相关函数只与时间间隔有关。 4、高斯过程的概率分布服从正态分布，它的完全统计描述只需要它的数字特征。 5、瑞利分布、莱斯分布、正态分布是通信中常见的三种分布：正弦载波信号加窄带噪声的包络一般为莱斯分布；当信号幅度大时，趋近于正态分布；幅度小时，近似为瑞利分布。 6、窄带随机过程：若随机过程ξ(t )的谱密度集中在中心频率f c 附近相对窄的频带范围?f 内，即满足?f << f c 的条件，且 f c 远离零频率，则称该ξ(t )为窄带随机过程。 7、白噪声n (t ) :功率谱密度在所有频率上均为常数的噪声，即 双边功率谱密度 单边功率谱密度 第3章 1、信道分类： （1）无线信道 － 电磁波（含光波） （2）有线信道 － 电线、光纤 2、无线信道（电磁波）的传播主要分为地波、天波和视线传播三种。 3、有线信道主要有明线、对称电缆和同轴电缆三种。 4、信道模型的分类：调制信道和编码信道。 － 调制信道数学模型 ◆ 因k (t )随t 变化，故信道称为时变信道。 ◆ 因k (t )与e i (t )相乘，故称其为乘性干扰。 ◆ 因k (t )作随机变化，故又称信道为随参信道。 ◆ 若k (t )变化很慢或很小，则称信道为恒参信道。 ◆ 乘性干扰特点：当没有信号时，没有乘性干扰。 5、调制信道分类：随参信道和恒参信道。 随参信道：特性随机变化得信道称为随机参量信道，简称随参信道。 )()()()(t n t e t k t e i o +=0()2 n n P ω=) (ω-∞<<+∞
信道分类及其特点 根据通信的概念，信号必须依靠传输介质传输，所以传输介质被定义为狭义信道。另一方面，信号还必须经过很多设备(发送机、接收机、调制器、解调器、放大器等)进行各种处理，这些设备显然也是信号经过的途径，因此，把传输介质(狭义信道)和信号必须经过的各种通信 设备统称为广义信道。我们这里研究的是狭义上的信道，即信号的传输介质。 信道可分为两大类：一类是电磁波的空间传播渠道，如短波信道、超短波信道、微波信道、光波信道等；它们具有各种传播特性的自由空间，习惯上称为无线信道；另一类是电磁波的导引传播渠道。如明线信道、电缆信道、波导信道、光纤信道等。它们具有各种传输能力的导引体，习惯上就称为有线信道。 一、有线信道： 1、架空明线，即在电线杆上架设的互相平行而绝缘的裸线，它是一种在20世纪初就已经大量使用的通信介质。架空明线安装简单，传输损耗比电缆低，但通信质量差，受气候环境等影响较大并且对外界噪声干扰比较敏感，因此，在发达国家中早已被淘汰，在许多发展中国家中也已基本停止了架设，但目前在我国一些农村和边远地区受条件限制的地方仍有不少架空明线在工作着 2、双绞线电缆(TP)： 将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了降低信号的干扰程度，电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成，也因此把它称为双绞线。双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。目前市面上出售的UTP分为3类，4类，5类和超5类四种： 3类：传输速率支持10Mbps，外层保护胶皮较薄，皮上注有“cat3” 4类：网络中不常用 5类（超5类）：传输速率支持100Mbps或10Mbps，外层保护胶皮较厚，皮上注有“cat5” 超5类双绞线在传送信号时比普通5类双绞线的衰减更小，抗干扰能力更强，在100M网络中，受干扰程度只有普通5类线的1/4，目前较少应用。 STP分为3类和5类两种，STP的内部与UTP相同，外包铝箔，抗干扰能力强、传输速率高但价格昂贵。 双绞线一般用于星型网的布线连接，两端安装有RJ-45头(水晶头)，连接网卡与集线器，最大网线长度为100米，如果要加大网络的范围，在两段双绞线之间可安装中继器，最多可安装4个中继器，如安装4个中继器连5个网段，最大传输范围可达500米。
第三章信道 任何一个通信系统从大的方向均可视为由发送端、信道、接收端三大部分组成。因此信道是通信系统不可缺少的组成部分。信道的特性好坏直接影响到系统的总特性。 3.1 信道定义与分类 为了研究的需要，将有关转换设备一并划入狭义信道，称为广义信道。 广义信道：除传输媒质外，还包括有关发送设备、接收设备、天线、Modem 等。 见图3—1 樊书P34 3.2 信道数学模型 一、调制信道模型 在具有调制解调过程的任何一种通信方式中，已调信号离开调制器便进入调制信道，对于Modem而言，通常可以不管调制信号包括什么样的转换器，也不管选用了什么样的传输媒质，以及发生了怎样的传输过程，研究的着眼点只关心已调信号通过调制信道的最终结果，即只关心调制信道输入/输出信号的关系。 因此把调制信道概括成一个模型是可能的。 通过对调制信道进行大量考察之后，发现有如下主要特性： ①有一对（或多对）输入端，则必然有一对（或多对）输出端；
② 绝大多数的信道都是线性的，满足叠加定理； ③ 信号通过信道有迟延时间； ④ 信号通过信道有损耗； ⑤ 无信号输入信道时，仍有（可能）一定的功率输出（噪声）。 由此看来，可用一个二端对（或多端对）的时变线性网络去代替调制信道，这个网络称作调制信道模型（图 示）。 对于二端对网络: ()()[]()t n t e f t e i +=0 ()~t e i 输入的已调信号，()~t e 0 信道输出波形，()~t n 信道噪声（干扰）（加性干扰）; ()[]t e f i ～ 表示信道对信号的影响（变换）的某种函数关系。 寻找到这种函数关系是()()t e t k i ? ()~t k 对()t e i 的一种乘性干扰。 可以写成：()()()()t n t e t k t e i +=0 如果了解()()t n t k 、的特性，信道对信号的特性就能搞清楚。 ()()()()?????? ?? ? ? ?→→无线信道用于信号随机快变化变参应看作随机过程作恒参信道 对信号的影响有线信道缓慢固定恒参信道对信号影响 乘性干扰 t k t k t k , 二、编码信道 编码信道对信号的影响是一种数字序列的变换，即把一种数字序列变成另一种数字序列。调制信道对信号影响使发生模拟性变化，称模拟信道。 编码信道称数字信道，它将调制信道包含在内。乘性干扰、加性干扰越 ()t e i ()t e o (t e i 1(t e im ()t e n 0() t e 01二端对网络 多端对网络
信道特性分析 有线信道的特性 有线信道的定义 信道（information channe I s,通信专业术语）是信号的传输媒质，可分为有线信道和无线信道两类。无线信道有地波传播、短波电离层反射、超短波或微波视距中继、人造卫星中继以及各种散射信道等。有线信道是指传输媒介为明线有线信道示意图、对称电缆、同轴电缆、光缆及波导等一类能够看得见的媒介。有线信道是现代通信网中最常用的信道之一。如对称电缆（又称电话电缆）广泛应用于（市内）近程传输。 有线信道的原理 有线信道以导线为传输媒质，信号沿导线进行传输，信号的能量集中在导线附近，因此传输效率高，但是部署不够灵活。这一类信道使用的传输媒质包括用电线传输电信号的架空明线、电话线、双绞线、对称电缆和同轴电缆等等，还有传输经过调制的光脉冲信号的光导纤维。有线信道的特点有线信道的传输媒体为导线（双绞线或者光纤等），信号沿导线传输，能量相对集中在导线附近，因此具有较高的传输效率。有线信道的信噪比高、频带资源窄、存在回波和非线性失真。 无线信道的特性 随着科学技术的发展，无线通信已经渗透到我们生活的各个方面，对我们的生活工作有着巨大的影响。在无线通信系统中，无线通信的信道的特性对整个系统有着巨大的影响，下面我就对无线信道的特性做一下简单的分析。
要想搞明白无线信道具有哪些特性，就要先了解什么是无线信道。信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的一种形象比喻，对于无线电波而言，它从发送端传送到接收端，其间并没有一个有形的连接，它的传播路径也有可能不只一条，但是我们为了形象地描述发送端与接收端之间的工作，我们想象两者之间有一个看不见的道路衔接，把这条衔接通路称为信道。信道具有一定的频率带宽，正如公路有一定的宽度一样。 无线信道中电波的传播不是单一路径，而是许多路径来的众多反射波的合成。由于电波通过各个路径的距离不同，因而各个路径来的反射波到达时间不同，也就是各信号的时延不同。当发送端发送一个极窄的脉冲信号时，移动台接收的信号由许多不同时延的脉冲组成，我们称为时延扩展。 同时由于各个路径来的反射波到达时间不同，相位也就不同。不同相位的多个信号在接收端迭加，有时迭加而加強（方向相同），有时迭加而减弱（方向相反）。这样，接收信号的幅度将急剧变化，即产生了快衰落。这种衰落是由多种路径引起的，所以称为多径衰落。此外，接收信号除瞬时值出现快衰落之外，场強中值（平均值）也会出现缓慢变化。主要是由地区位置的改变以及气象条件变化造成的，以致电波的折射传播随时间变化而变化，多径传播到达固定接收点的信号的时延随之变化。这种由阴影效应和气象原因引起的信号变化，称为慢衰落。 而且，由于移动通信中移动台的移动性，如前所说那样，无线信道中还会有多普勒效应。在移动通信中，当移动台移向基站时，频率变高，远离基站时，频率变低。我们在移动通信中要充分考虑“多普勒效应”。虽然，由于日常生活中，我们移动速度的局限，不可能会带来十分大的频率偏移，但是这不
通信常用的信道类型 通信信道是数据传输的通路，在计算机网络中信道分为物理信道和逻辑信道。以下是店铺整理的通信常用的信道类型，欢迎参考阅读! 一、几种常用信道特征 信道可分为有线信道和无线信道。 有线信道：如双绞线、电缆、光纤、波导等； 无线信道：自由空间提供的各种频段或波长的电磁波传播通道。 信号在信道内传输，会受到来自信道的各种各样的干扰。干扰大体分为4类： 1．无线电干扰 来自各种无线发射机。其特点是频率范围宽，几乎覆盖全部使用频段。但对于特定电台的频率一般是固定的，因此可以进行防护。另外由于无线电频率管理较为完善，可以将此种干扰限制在最小限度。 2．工业干扰 来源于各种电气设备，如电机、电力线、电源开关、电点火（如汽车点火）装置等。此类干扰一般在较低频率范围，如汽车点火干扰在几十兆赫范围内。采用屏蔽与考究的滤波措施，在很大程度上可避开工业干扰。 3．天电干扰 来自于雷电、磁暴、太阳黑子以及宇宙射线等，它们与季节、气候变化关系较大。不同地区也有很大不同，如赤道附近及两极地区严重。太阳黑子发生变动（约11年一个周期）的年份，天电干扰加大，有时长时间中断短波通信。 4．内部干扰 来自信道内部各种电子器件电阻、天线以及传输线等。在这些电子设备中的分子或电子的随机热运动，形成所谓起伏噪声，对于通信信号产生加性干扰。本书涉及的各类通信系统，主要是这种噪声，称为热噪声，从机理上它是高斯型统计特征，是通信系统干扰的重要因素。
通信常用的信道类型主要有4类： 1、电话信道 电话信道一般是指庞大的公用交换电话网（PSTN）所提供的基于传统模拟电话或低速数据传输的信道。通信信道的构成多半通过用户终端到本地交换机（节点），再到另一个用户建立的呼叫链路，一旦通话（即呼叫）结束，便及时拆断该链路。电话信道一般属于限带为300~3400Hz的线性系统。当用于数据传输时，需在用户端均加入调制/解调器（Modem），并利用600~3000Hz频响较平坦的频段传输已调波。目前从用户到节点（交换机）的用户线，可以增设宽带Modem（如ADSL），可在数公里内通信带宽扩展到2~6MHz，支持宽带上网和多媒体业务。 2、光纤 光纤是将电信号变为光信号（电/光转换）后进行光信号传输的'物理媒体。光缆是由包层覆盖光纤芯线而构成。光信号是以电磁场形式在光纤芯中传播。光纤自20世纪70年代投用后，很快显示出很多突出的优点，诸如，它带宽极宽（2×1014Hz以上），通过目前可达到的技术—密集波分复用（DWDM），一条光纤中可以支持1600Gb/s 的传输速率；实验表明，基于单波160Gb/s速率的1024个波，可达约160Tb/s的点到点传输流量（1Tb/s＝1012b/s）；光纤传输损耗极低，小于0.2dB/km，不受电磁干扰，重量极轻（一条光纤芯27g/km），抗弯曲，耐湿热和腐蚀，敷设方便、灵活，可架设到电杆上，光纤价格极低，目前国内生产供大于求。 3、移动无线信道 移动无线通信起初是为了延伸电信网的覆盖范围和通信能力而逐步发展起来的。迄今，移动网的发展令人惊异，已从城市扩展到乡村与边远地区。截止2009年5月，我国的移动用户数已达6.87亿，为传统的固定电话（PSTN）用户数的2倍。下一代的移动通信将以宽带方式接入，并与现行GSM系统相比，传输速率增加几十倍、上百倍，可支持多媒体业务，并广泛实施个人通信系统（PCS）。 移动通信以蜂窝方式组网，信道具有多径衰落与时变特征。目前
信道及其作用 逻辑信道ch-channel信道 cch-control控制 bcch-broadcast广播 逻辑信道为mac子层与lac子层之间的接口信道，也是iub接口需传送的信道类型之一。逻辑信道包括类型： ●广播掌控逻辑信道(bcch)：用作贯穿bch传输信道。 ●寻呼控制逻辑信道(pcch)：用于承载pch传输信道。 ●专用掌控逻辑信道(dcch)：用作贯穿rach传输信道(下行)、fach传输信道(上行) 或dch传输信道中的随路信令。 ●公共控制逻辑信道(ccch)：用于承载rach传输信道(上行)、fach传输信道(下行)。 ●专用业务逻辑信道(dtch)：用作贯穿针对某移动台的某种业务的逻辑信道。相同的 业务使用相同的专用业务逻辑信道。 在基站子系统端，针对每一个移动台需建立独立的专用控制及专用业务逻辑信道。 tch：业务信道-------传输话音和数据 传输信道为物理信道与mac子层之间的接口信道。 传输信道主要包含以下信道： ●广播信道(bch)：该传输信道通过基本公共控制信道(pccpch)发送，用于发送系统 及小区的配置信息。 ●前向互连信道(fach)：该传输信道通过辅助公共掌控信道(sccpch)传送，用作未知 某移动台处在本小区内时掌控信息传送，该信道还可以用作传送上行分组突发性信息。 ●寻呼信道(pch)：该传输信道通过辅助公共控制信道(sccpch)发送，用于移动台所 处的位置未知时的控制信息发送。 ●专用信道(dch)：该传输信道通过上行专用数据物理信道(dpdch)传送，用作传输针 对某移动台的数据信息或随路掌控信令。 上行传输信道主要包括以下信道：
移动通信信道-2 移动通信信道-2 引言 信道分类 根据信号传输方式和频谱分配方式的不同，移动通信信道可以 分为以下几种不同的分类： 1. 物理信道：物理信道是指在无线通信系统中用来实现物理层 传输的信道，包括下行链路和上行链路。下行链路将数据从基站传 输给移动终端，上行链路将数据从移动终端传输给基站。物理信道 通常采用无线电频段进行传输。 2. 控制信道：控制信道用于在移动通信系统中传输控制信息， 包括信令传输、呼叫建立、系统广播等。控制信道可以分为共享信 道和独立信道两种，共享信道被多个用户共享，独立信道由单个用 户独享。 3. 广播信道：广播信道主要用于向所有终端用户广播系统信息，包括基站系统信息、覆盖范围等，并且广播信道具有广播传输的特点，即消息一次发送，所有用户均可接收。
4. 业务信道：业务信道用于传输用户的语音、数据和视频等业 务数据。根据业务不同，业务信道又可以进一步分为语音信道、数 据信道和视频信道等。 信道特点 移动通信信道具有以下几个特点： 1. 无线传输：移动通信信道是通过无线电波进行传输的，信号 在传输过程中会受到多径效应、衰落等干扰，信道传输质量会受到 影响。 2. 时变信道：移动通信信道是时变信道，即信道状态会发生改变。移动用户的移动性、周围环境的变化等都会导致信号传输质量 的变化。 3. 多径效应：在无线信道中，信号传输往往会经过多条不同路径，信号的传播会产生多径效应，导致信号衰落和时延扩散等问题。 4. 频谱受限：无线通信频谱资源是有限的，需要进行频谱分配 和管理，以充分利用频谱资源。 信道调制技术 针对不同的信道特点和系统要求，移动通信系统采用了多种信 道调制技术，用于实现信号的调制和解调。以下是一些常见的信道 调制技术：
信道复用技术原理与特点（频分、时分、波分、码分）信道复用技术是一种可以有效地利用有限的通信资源的技术，在不增加额外的通信资源情况下，可以同时传输多个用户的信号。常见的信道复用技术有频分复用（FDM）、时分复用（TDM）、波分复用（WDM）和码分复用（CDM）。 频分复用（FDM）是通过将不同用户的信号分配到不同的频率带上来实现多用户通信的技术。在发送端，将用户的信号通过滤波器分成不同的频率带，然后通过对应的频率载波进行调制并合并，形成复合信号进行发送；在接收端，将复合信号经过滤波器分离出不同的频率带，并经过解调得到原始信号。频分复用技术的特点是传输速率高，抗干扰能力强，但需要分配固定频率资源，不适合业务量波动大的场景。 时分复用（TDM）是通过将不同用户的信号按时间片的方式交替发送来实现多用户通信的技术。在发送端，用户的信号按照一定的顺序进行划分，并在各个时间片上按顺序传输；在接收端，根据时间片序号将信号进行解析并恢复出原始信号。时分复用技术的特点是能够灵活适应业务量的变化，但对时钟同步要求较高。 波分复用（WDM）是通过将不同用户的信号分配到不同的波长上来实现多用户通信的技术。在发送端，用户的信号经过不同波长的光载波进行调制并合并，形成复合光信号进行发送；在接收端，通过波分复用器将复合光信号分离成不同波长的单光信号，并进行解调得到原始信号。波分复用技术的特点是传输容量大，对光纤链路的利用率高，但需要高精度的波长稳定光源和波分复用器。
码分复用（CDM）是通过将不同用户的信号编码成不同的码形信号， 然后利用不同的码形信号进行调制并合并，形成复合信号进行发送，接收 端利用解码器将复合信号解码还原出原始信号。码分复用技术的特点是具 有码分多址的优点，即多个用户共享同一频带，相互之间不会干扰，且能 够提供较好的抗干扰性能。但需要较高的处理能力和复杂的调制解调技术。 总之，不同的信道复用技术在应用场景和特点上略有差异，但都能够 实现多用户共享有限通信资源的目的，提高通信系统的效率和容量。
有关信道的几个基本概念 信道是信息传输的通道，是信息从发送方到接收方的传输媒介。 在通信系统中，信道是非常重要的一部分，对信息传输的速率、可靠 性和质量都有着重要影响。以下是关于信道的几个基本概念： 1.信道类型： 信道可以分为有线信道和无线信道两种类型。有线信道包括光纤、同轴电缆、双绞线等，其传输性能稳定可靠；无线信道通过无线电波 进行传输，包括无线局域网、蓝牙、移动通信等。 2.信道带宽： 信道带宽指的是信道中能够传输的频率范围。对于有线信道，带 宽通常是固定的；而对于无线信道，带宽通常是可变的，会受到其他 无线设备的干扰影响。 3.信号信噪比：
信号信噪比（SNR）是用来表示信号强度和噪声水平之间差异的指标。信号信噪比的大小决定了信息传输的可靠性和质量，当信噪比较低时，可能会导致接收方无法正确恢复发送方发送的信息。 4.多路复用： 多路复用是指多个信号共用一个信道的技术。常见的多路复用技术包括频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）和码分多路复用（CDM）。多路复用可以提高信道的利用率，使多个信号同时传输，从而提高通信系统的容量。 5.编码调制： 编码调制是将数字信号转换为模拟信号的过程，在信道中传输。常见的编码调制技术包括幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）和正交幅移键控（QAM）等。编码调制可以提高信号的抗干扰性和传输效率。 6.信道容量：
信道容量是指信道在单位时间内能够传输的最大信息量。信道容量受到信噪比、带宽和信号调制方式等因素的影响。对于高容量的信道，可以传输更多的信息，提高通信系统的数据传输速率。 7.信道衰落： 信道衰落是指信号在传输过程中遇到的衰弱和扩散现象。有线信道的衰落主要受到传输介质的衰减影响；无线信道的衰落主要受到多径效应和大气衰减的影响。信道衰落会导致信号强度减弱和失真，对信息传输造成影响。 8.信道编码： 信道编码是一种通过添加冗余信息来纠正信道误差的技术。常见的信道编码方法包括海明码、卷积码和Turbo码等。信道编码可以增加信号的可靠性，提高抗干扰能力和纠错能力。 9.信道分配： 在多用户共享同一信道的情况下，需要对信道进行合理分配，以提高系统的通信能力和效率。常见的信道分配方法包括静态分配和动
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无线信道传播特性分析总结 班级学号姓名 随着科学技术的发展，无线通信已经渗透到我们生活的各个方面，对我们的生活工作有着巨大的影响。在无线通信系统中，无线通信的信道的特性对整个系统有着巨大的影响。 1、无线信道的概念 要想搞明白无线信道具有哪些特性，就要先了解什么是无线信道。信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的一种形象比喻，对于无线电波而言，它从发送端传送到接收端，其间并没有一个有形的连接，它的传播路径也有可能不只一条，但是我们为了形象地描述发送端与接收端之间的工作，我们想象两者之间有一个看不见的道路衔接，把这条衔接通路称为信道。信道具有一定的频率带宽，正如公路有一定的宽度一样。 与其它通信信道相比,无线信道是最为复杂的一种,其衰落特性取决于无线电波传播环境。不同的环境,其传播特性也不尽相同。无线信道可能是很简单的直线传播,也可能会被许多不同的因素所干扰,例如:信号经过建筑物,山丘,或者树木所有反射而产生的多径效应,使信号放大或衰落。在无线信道中,信号衰落 是经常发生的,衰落深度可达30。对于数字传输来说,衰落使比特误码率大 大增加。这种衰落现象严重恶化接收信号的质量,影响通信可靠性。移动信道与非移动点对点无线信道相比,信号传输的误比特率前者比后者高106倍。 另外,在陆地移动系统中,移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域,其天线将接收从多条路径传来的信号,再加移动台本身的运动,使得信号产生多普勒效应,并且信道的特性也随时间变化而变化,增加了信号的不确定性,使得移动台和基站之间的无线信道多变且难以控制。所以,与传统模型相比,无线信道多径数目增多,时延扩展加大,衰落加快。 2、无线信道的特性 信号从发射天线到接收天线的传输过程中，会经历各种复杂的传播路径，包括直射路径、反射路径、衍射路径、散射路径以及这些路径的随机组合。同时，电波在各条路径的传播过程中，有用信号会受到各种噪声的污染，包括加性噪声(如高斯白噪声)、乘性噪声的污染，因而会出现不同情形的损伤，严重时，会使有用信号难以恢复。无线信号在传播时，不仅存在自由空间固有的传输损耗，还会受到由于建筑物、地形等的阻挡而引起信号功率的衰减，这种衰减还会由于移动台的运动和信道环境的改变出现随机的变化。 下面将对无线信道的一些特性来进行分析。
通信信道 □通信信道的组成 远程设备之间的数据链路称为通信信道、通信线路或通信链路。一条通信信道提供了在两至多点间传送数据的通道。通信信道可以由下述传输设备之一或它们的某种组合所组成： 1.电话线路 2.电报线路 3.卫星 4.激光 5.同轴电缆 6.微波 7.光纤 数据是按位(0、1信号)存储和传送的，信道速度是指每秒钟可以传输的位数，又称它为波特率。位/秒与波特率并不完全等同，但在实际使用时二者是通用的。 根据波特率一般可以将信道分成三类：次声级、声级和宽频带级。 1.次声级。次声级线路比电话线还低一级。通常，因硬件技术的限制使得每秒钟只能输出7个字符时才使用这种线路，但是目前已经很少，甚至没有这种需要了。 2.声级。这是常规的电话线路，其速率在600波特(位/秒)到9600波特之间。一条常规的电话线可以被“调节”以高达9600波特的速率传送数据，而且相当准确。当然随着这种能力的增加而必然带来用户成本相应提高。如果具体看声级线路速度，那么，一条具有1200波特速率的线路每秒钟大约可以传送120个字符。声级线路主要用于计算机与群控器之间的高速链路，但是它也能用于低速的、计算机到计算机的通信。 3.宽频带级。宽频带级信道具有超出1兆波特的容量，而且主要用于计算机到计算机的通信上。 □信道的种类 一个公司要为自己在费城与纽约之间架设一条同轴电缆线是不切实际的，更不用说是不合法的。同样，要建立自己的微波中继站或发射卫星也是不切实际的。鉴于这些原因，大多数公司都转向去租用公用的载波线路，例如，去租用美国电话电报公司(AT&.T)和西方联盟(Western Union)为他们的数据网络提供的信道。 一个公司可以在传输设备间租用一种永久的或半永久的连接线路(租用线)。永久线路是一天24小时都可使用的专用线。半永久的连线只给公司在每天的某9个小时使用权。租用线路的公司付费的多少取决于波特率的大小、距离的长短以及是永久的还是半永久的等因素。 拨号线路(又称为公用线或交换线路)是严格按时间和距离来记帐的。这跟打长途电话的收费办法一样。
第二章信道 信号传输必须经过信道。信道是任何一个通信系统必不可少的组成部分，信道特性将直接影响通信的质量。 研究信道和噪声的目的是为了提高传输的有效性和可靠性。 2.1 信道的定义和分类 它可以分为狭义信道和广义信道。 1．狭义信道：仅只信号的传输媒质。例如架空明线、电缆、光纤、波导、电磁波等等。 2．广义信道：除了传输媒介外，还包括有关的部件和电路，如天线与馈线、功率放大器、滤波器、混频器、调制器与解调器等等。 在模拟通信系统中，主要是研究调制和解调的基本原理，其传输信道可以用调制信道来定义。调制信道的范围是从调制器的输出端到解调器的输入端。 在数字通信系统中，我们用编码信道来定义。编码信道的范围是从编码器的输出端至译码器的输入端。调制信道和编码信道的划分如图所示。 无论何种信道，传输媒质是主要的。通信质量的好坏，主要取决于传输媒质的特
性。 2.2 信道模型 一、 信道模型 1．调制信道模型 调制信道具有以下特性： (1) 它们具有一对(或多对)输入端和一对(或多对)输出端。 (2) 绝大多数的信道是线性的，即满足叠加原理。 (3) 信道具有衰减(或增益)频率特性和相移(或延时)频率特性。 (4) 即使没有信号输入，在信道的输出端仍有一定的功率输出(噪声)。 因此，调制信道可以看成一个输出端叠加有噪声的时变线性网络，如图所示。 网络的输入与输出之间的关系可以表示为， 式中，e i (t)是输入的已调信号， e 0(t)是信道的输出， n(t)为加性噪声(或称加性干扰)，它与e i (t)不发生依赖关系。 f [e i (t)]由网络的特性确定，它表示信号通过网络时，输出信号与输入信号之间建立的某种函数关系。作为数学上的一种简洁，令f[e i (t)]=k(t)*e i (t)。其中，k(t)依赖于网络特性，它对e i (t)来说是一种乘性干扰。因此上式可以写成 ) ()()()()]([)(t n t e t K t n t e f t e +=+= e i ) (])([)(0t n t e f t e i +=
第3章信道 3.1 学习指导 3.1.1 要点 本章的要点主要有信道的定义、分类和模型；恒参信道的特性及其对传输信号的影响；随参信道的特性及其对传输信号的影响；信道噪声的统计特性；信道容量和香农公式。 1.信道的定义与分类 信道是连接发送端通信设备和接收端通信设备之间的传输媒介。根据信道特征以及分析问题的需要，我们常把信道分成下面几类。 (1) 狭义信道和广义信道 狭义信道：各种物理传输媒质，可分为有线信道和无线信道。 广义信道：把信道范围扩大（除传输媒质外，还包括馈线与天线、放大器、调制解调器等装置）后所定义的信道。目的是为了方便研究通信系统的一些基本问题。常见分类：调制信道和编码信道。 (2)调制信道和编码信道 调制信道：用来研究调制与解调问题，其范围从调制器输出至解调器输入端。 编码信道：用来研究编码与译码问题，其范围从编码器输出端至解码器输入端。 (3)有线信道和无线信道 有线信道：双绞线、同轴电缆、光纤等。 无线信道：指可以传输电磁波的自由空间或大气。电磁波的传播方式主要分为地波、天波和视线传播三种。 (4)恒参信道和随参信道 恒参信道：信道参数在通信过程中基本不随时间变化的信道。如双绞线、同轴电缆、光纤等有线信道，以及微波视距通信、卫星中继信道等。 随参信道：信道传输特性随时间随机快速变化的信道。常见的随参信道有陆地移动信道、短波电离层反射信道、超短波流星余迹散射信道、超短波及微波对流层散射信道、超短波电离层散射以及超短波超视距绕射等信道。 2.信道模型 信道的数学模型用来表征实际物理信道的特性及其对信号传输带来的影响。 (1) 调制信道模型 调制信道可以用一个线性时变网络来表示，这个网络便称为调制信道数学模型，如图3-1 所示。
基站或小区把其载波分派成n个部份，别离称C0、C1……Cn。C0载频的零号时隙TS0用作BCCH、FCCH、SCH、PCH、AGCH及RACH；TS1用作DCCH、SDCCH、SACCH；TS2—TS7；用作业务信道TCH。C1—Cn载频的时隙全数用作TCH。因此，当只有C0、C1两个载频时，该基站对应的有14个TCH。尔后，每加一个载频，增加8个TCH。而且每四个载频，应该增加一个时隙做操纵信道。ARFCN：absolute radio frequency channel number（绝对无线频率信道号）广播信道(BCH)： BCCH ：broadcast control channel （广播操纵信道） FCCH ：frequency correction channel（频率校正信道） SCH ：synchronization channel （同步信道）：BSIC在每一个小区的同步信道上发送。 CCCH ：common control channel （公共操纵信道） PCH ：paging channel （寻呼信道） AGCH ：access grant channel （接入许诺信道） RACH ：random access channel （随机接入信道） CBCH：小区广播操纵信道 DCCH ： dedicated control channel（专用操纵信道） SDCCH：standalone dedicated control channel（独立专用操纵信道）：是一种双向的专用信道，要紧用于传送成立连接的信令消息、位置更新消息、短消息、鉴权消息、加密命令及其处置各类附加业务。 SACCH ：slow associated control channel （慢速随路操纵信道）：是一伴随着TCH和SDCCH的专用信令信道，在上行链路上它要紧传递无线测量报告和第一层报头消息（包括TA值和功率操纵级别）；在下行链路上它要紧传递系统消息type五、5bis、5ter、6及第一层报头消息。这些消息要紧包括通信质量、LAI号、CELLID、邻小区的BCCH频点信号强度、NCC的限制、小区选择、TA值、功率操纵品级等。 FACCH：快速随路操纵信道：FACCH信道与业务信道TCH相关。FACCH用于在话音传输进程中给系统提供比慢速随路操纵信道又高的多的速度来传送信令消息。