计算机网络之物理层-信道与信道容量

1. 信道分类与模型

1. 信道

通信系统中连接发送端与接收端的通信设备, 实现从发送端到接收端的信号传送。

分为广义信道和狭义信道。

狭义信道: 信号传输介质。

广义信道: 包括信号传输介质和通信系统的一些变换装置。

2. 广义信道的分类与组成

编码信道: 数字信号由编码器输出端传输到译码器输入端经过的部分。

调制信道: 从调制器的输出端传输到解调器的输入端经过的部分。

2. 信道传输特性

不同类型的信道对信号的影响差异较大:

1. 随机参数信道(随参信道): 信号通过信道发生畸变是时变的。

随参信道传输特性: 大部分无线信道(依靠地波和天波传播的无线电信道)。

(1). 信号的传输衰减随时间随机变化;

(2). 信号的传输时延随时间随机变化;

(3). 存在多径传播现象。

2. 恒定参数信道(恒参信道): 信号通过信道发生畸变是恒定的。

恒参信道传输特性: 各种有线信道和部分无线信道(微波视线传播链路)。

(1). 对信号幅值产生固定的衰减;

(2). 对信号输出产生固定的时延;

3. 信道容量

1. 信道容量

信道容量:信道无差错传输信息的最大平均信息速率, 衡量信道的传输能力。

信道的带宽是指能够有效通过该信道的信号的最大频带宽度,用码元速率(或符号速率)描述, 单位是Baud。

传输速率是信道单位时间内传输的码元(或符号)或信息的能力,用传信率(或信息速率)来描述, 单位是bit/s。

2. 连续信道容量(调制信道)

(1). 奈奎斯特理想的, 无噪声的信道容量。

依据上面的公式,假设利用带宽为 4000Hz 的无噪声信道传输二进制基带信号, 其最大的数据传输速率可达到8000bps。

(2). 香农有噪声连续信道容量。

信噪比的单位为功率, 但是题目中一般给到的是分贝(dB),分贝和功率的换算公式:

(3). 常用指数与对数的换算。