信道学习教案.pptx

信道的定义及数学模型
信道的定义及分类
信道(channel)是连接(liánjiē)发送端和接收端的通信设备。 或者信道是指以传输媒质为基础的信号通道。如果信道仅是指信号的传输媒质，这种信道称为狭义信道；如果信道不仅是离散时间信号，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。由于信道噪声或其它因素的影响，将导致输出数字序列发生错误，因此(yīncǐ)输入输出数字序列之间的关系可以用一组转移概率来表征。
第9页/共64页
第九页，共65页。
二进制编码(biān mǎ)信道模型 四进制编码(biān mǎ)信道模型
第10页/共64页
第十页，共65页。
，由于信道噪声或其它因素影响导致输出(shūchū)数字序列发生错误是统计独立的，因此这种信道是无记忆编码信道。根据无记忆编码信道的性质可以得到：
P(0/0)=1-P(1/0) ( - 3)
P(1/1)=1-P(0/1) ( - 4)
转移概率完全由编码信道的特性所决定。一个特定的编码信道，有确定的转移概率。但应该指出，转移概率一般需要对实编码信道做大量的统计分析才能得到。
第11页/共64页
第十一页，共65页。
由于无记忆二进制编码信道模型，容易推出无记忆多进制的模型。设编码信道输入M元符号，即
X={x0, x1, …, xM-1}
编码信道输出N元符号为
Y={y0, y1, …, yN-1}
如果(rúguǒ)信道是无记忆的， 则表征信道输入、 输出特性的转移概率为
P(yj/xi)=P(Y=yj/X=xi)
上式表示发送xi条件下接收出现yj的概率，也即将xi转移为yj的概率。
第12页/共64页
第十二页，共65页。
恒参信道及其传输特性
恒参信道举例
1. 明线
明线是指平行而相互绝缘的架空裸线线路，通常采用铜线、铝线或钢线（铁线），线径为3mm左右。对铜、铝线来说，长距传输的最高允许(yǔnxǔ)频率为150kHz左右，可复用16个话路；短距传输时，有时传输频率可达300kHz左右，可再增开12个话路。与电缆相比，它的优点是传输损耗低。但明线信道易受天气变化和外界电磁干扰，通信质量不够稳定，信道容量较小，不能传输视频信号和高速数字信号。目前，已逐渐被电缆所代替。
第13页/共64页
第十三页，共65页。
2. 对称电缆
对称电缆是在同一保护套内有许多(xǔduō)对相互绝缘的双导线的传输媒质。为了减小各线对之间的相互干扰，每一对线都拧成扭绞状，。
双绞线（twist wire）采用的导线越粗，通信距离就越远，但导线的价格也越高。电缆的传输损耗比较大，但其传输特性比较稳定，并且价格便宜、灵活、安装容易。通常有两种类型：非屏蔽（UTP）和屏蔽（STP）。导线材料是铝或铜， ~ mm。
第14页/共64页
第十四页，共65页。
第15页/共64页
第十五页，共65页。
3. 同轴电缆
同轴电缆由同轴的两个导体构成，外导体是一个圆柱形的导体，内导体是金属线，它们之间填充着介质。
实际应用中同轴电缆的外导体是接地的，对外界干扰具有较好的屏蔽（screen）作用，所以同轴电缆抗电磁干扰性能(xìngnéng)较好。为了增大容量，也可以将几根同轴电缆封装在一个大的保护套内，构成多芯同轴电缆，另外还可以装入一些二芯绞线对或四芯线组，作为传输控制信号用。
第16页/共64页
第十六页，共65页。
导体
金属编织网
保护层
实心介质
第17页/共64页
第十七页，共65页。
4. 光纤信道
。它由光源、光纤线路及光电探测器等三个基本部分构成。光源广泛应用半导体发光二极管(LED)或激光二极管(LD)做光源。光纤线路可能是一根或多根光纤。在接收端是一个直接检波式的光