计算机网络通信原理概论.

计算机网络通信原理——传输信道
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编码信道的模型
• 编码信道的模型可用数字信号的转移概率来描述，常见的 二进制无记忆编码信道如下图所示：
• 其中，P(0/0)和P(1/1) 为正确转移概率，P(1/0)和P(0/1) 为 错误转移概率。根据概率性质可知 P(0/0)+ P(1/0)=1， P(1/1) + P(0/1) =1 0 调 制 器
P (0/0)
0 解 调 器
1
P (1/1)
1
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信道的其它分类方法
•
• • •
模拟信道和数字信道
单工、半双工、全双工信道 专用（租用）信道和公共交换信道 有线信道和无线信道
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模拟信道和数字信道
• 按照允许的信号的类型分为模拟信道和数字 信道：
eo(t)=K (t) ei(t) +N(t)
其中， K (t)为传输函数，是一种乘性干扰，反映了信道 特性对信号的影响； N(t)为加性干扰，反映了加性噪声对 信号的影响。 根据传输函数K (t)是否恒定，将调制信道分为：
•
1. 恒参信道：传输函数K (t)不随时间变化(或变化缓慢)
2. 随参信道：传输函数K (t)随时间快速随机变化
• 调制信道通常用于模拟通信中。
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调制信道的共性
1. 有一对（或多对）输入端和输出端； 2. 绝大多数的信道都是线性的， 即满足线性叠加 原理； 3. 信号通过信道具有固定的或时变的延迟时间和损 耗； 4. 即使没有信号输入， 输出端仍可能有一定的输 出（噪声）。
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• 如果信道不仅包括传输介质，而且包括通信系统中的一些 转换装臵，这种信道称为广义信道。如：调制信道、编码 信道。
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信道的一般组成
• 通常，我们将广义信道简称为信道，它通常由以下几个 部分组成：
输 入
输 出
编 码 器
调 制 器
发 转 换 器
传 输 介 质 调制信道 编码信道
收 转 换 器
解 调 器
译 码 器
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调制信道
• 调制信道是从研究调制与解调的基本问题出发而定 义的，它的范围从调制器的输出端到解调器的输入 端。
• 从调制与解调的角度看，这部分信道只不过是对已 调信号进行了某种变换，我们只须关心变换的最终 结果，而无须关心形成这个结果的中间变换过程。 • 因此，定义调制信道有利于研究调制与解调问题。
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调制信道的模型
• 调制信道可以用一个二端口(或多端口)线性时变 网络来表示，这个网络便称为调制信道模型: 输入信号 输出信号
时变 线性 网络 解 调 器
调 制 器
ei(t)
eo(t)
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调制信道的模型
• • 对于二端口的调制信道模型，其输出eo(t)与输入ei(t)的关 系有:
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单工、半双工和全双工信道
• 三种信道的结构：
数据信号
发送器 监测信号 发送器 数据信号 监测信号 数据信号 发送器 接收器
单工通信
半双工通信
接收器 接收器
发送器
接收器
监测信号 数据信号
全双工通信
发送器
接收器 监测信号
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专用信道和公共交换信道
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编码信道的特性
• 编码信道输入的是离散的时间信号，输出的也是离散的时 间信号，对信号的影响则是将输入数字序列变成另一种输 出数字序列。 • 由于信道噪声或其他因素的影响，将导致输出数字序列发 生错误。 • 如果编码信道中码元传输出错的事件在统计上是独立的， 则该信道称为无记忆编码信道； • 反之，如果编码信道中码元传输出错的事件不是独立的， 而是先后关联的，则该信道称为有记忆编码信道。
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随参信道
• • 如果传输介质随时间随机快变化，则构成的广义 信道通常属于随参信道。 如陆地移动信道、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信 道等都属于随参信道。
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编码信道
• 编码信道是针对编码和译码问题的研究而定义的。 它的范围是从编码器的输出端到译码器的输入端 所包含的所有转换器和传输介质。 • 从编码和译码的角度看看，编码器输出的是某一 数字序列，而译码器输入的也是一数字序列，而 且，它们通常是相同的数字序列。 • 编码信道是一种数字信道或离散信道。通常用于 数字通信中。
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恒参信道
• 信道的特性主要由传输介质决定，如果传输介质 是基本不随时间变化的， 所构成的广义信道通常 属于恒参信道； 如由双绞线电缆、同轴电缆、光缆、微波视距传 播、人造卫星中继、以及光波视距传播等传输介 质构成的广义信道都属于恒参信道。
•
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第三章 传输信道
龚小红 福建工程学院
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第三章 传输信道
1. 信道的定义、模型和分类
2. 信道的噪声和信噪比 3. 信道的容量 4. 常用的传输介质及特性
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信道的定义
• 信道是指以传输介质为基础的信号通道。
• 构成信道的传输介质可以是有线介质，也可以是无线介质。 • 抽象地看，信道是指定的一段频带，它让信号通过，同时 又给信号以限制和损害。 • 通常，我们将信号的传输介质的这部分信道称为狭义信道。 如有线信道、无线信道等。
• 按信道的使用方法分为：
1. 专用信道是指连接两点或多点的固定线路。它可 以是用户自己铺设的，也可以是租用的。
• 模拟信道只允许传输波形连续变化的模拟信 号，通信质量可用失真和输出信噪比来衡量。
• 数字信道只允许传输离散的数字信号，数字 信道的特性可用差错率及差错序列的统计特 性来描述
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单工、半双工和全双工信道
• 按照信道上的信号的传输方向分为：
1. 单工信道：信号只能沿一个方向传送，任 何时候都不能改变传输方向。 2. 半双工信道：信号可沿两个方向交替传送， 但同一时间只能沿一个方向传送信号。 3. 全双工信道：信号可同时沿两个方向传送。 相当于两个相反方向的单工信道的组合。