1 信道的概念
狭义:信号传输的通道
从信号与系统的角度考虑:可以将信道当作一个黑匣子系统,信号的传输就是信号通过系统后的相应
从信号处理的角度:信道是一个滤波器,传输过程是滤波器对信号进行滤波的过程
知道信道特性后,理论上在通信接收端就可准确的恢复传输的信号
了解信道特性的方法:
测量、信道建模
2 无线信道
按照十倍频率进行划分
最常用:高频、甚高频、特高频
由于以上是10倍进行划分的,所以在高频段的划分太粗略,因此进行了细化
电磁波传播特性:
电磁波频率越高,同样的天线,通信波束越窄,功率利用率越高
电磁波频率越高,天线效率越高,天线口径可以越小(因为天线的尺寸必须是波长的至少1/4长)
频率越高,穿透能力和绕射能力越弱。
基于电磁波的传播特性,不同波长和频率的电磁波有不同的应用模式
2.1 电波传播主要模式
2.1.1 天波传播
主要是短波3M-30MHz,利用电离层对点播反射特性。距离可到数百数千公里。f>30MHz,频率基本不能被反射,都被透射出去了
特点:
1.传输距离远,所需要功率较小
2.灵活,适用于军用
3.传输信息量小
4.入射角太小就不能通信,存在通信盲区,灯下黑
5.信道不稳定,随着电离层变化而变化,需要自适应的选频技术;多径衰落严重,
2.1.2 地波传播
短波以下频段,由于绕射能力比较强,可以沿地面绕射,在应急中可使用
2.1.3 散射传播
在大容量战略通信使用,利用空中对六层对点播的散射作用。几十-几百M,距离可达几十-几百km
2.1.4 视距传播
使用超短波、微波频段的无线电波,要求收发之间无遮挡,超视距需要中继平台
应用:
(1)深空中一般使用视距传播,因为真空无遮挡
(2)卫星中继通信,三颗同步卫星可实现地球全覆盖。发射功率要求高(对卫星要求高)
- 优点:
信道传输质量好
覆盖范围大 - 缺点:
传输时延大
功率要求高,对卫星来说比较苛刻
高频的雨衰比较严重(Ka、Ku等)
(3)微波中继信道:
因为是视距传播,所以传输距离与塔高度、地球半径有关
(4)陆地移动信道:
传播衰减:移动通信中自由空间传播损耗随着频率提高衰减提升,可传播距离降低
反射波与散射波:严重的多径问题
3. 有线信道
双绞线、同轴电缆、光纤
- 双绞线的绞度越高抗干扰性越高,有效进行宽带带宽
- 同轴电缆:有线电视
- 光纤:基于光传播过程的全反射原理
分为多模光纤MMF、单模光纤SMF(速率远高于MMF)
光源使用LED或激光
影响:色散效应限制了传输距离