恒参信道及其特性

1、信号、信息、消息之间的关系与不同？信号是指消息的传递形式，比如说光信号、电信号、声音信号等，它是消息的运载工具！信息是指我们要传达给别人的有效东西，是我们要传输给别人的内容本质！消息是指表达信息的工具，同一个信息你可以用不同形式的消息来传达，比如说，我爱你，你可以给她写信，可以给她打电话，可以给她唱歌都是在表达我爱你！2、恒参信道和随参信道是什么？恒参信道：顾名思义就是信道特性不会随时间的变化而变化或者说变化得极慢；随参信道：与恒参信道相反，信道特性会随着时间的变化而变化。

还有就是一般的有线信道比如说光纤和双绞线等可以看作是恒参信道，一部分的无线信道可以看作是恒参信道，比如说无线电视中继信道、卫星中继信道！大部分的的无线信道都可以看作是随参信道！3、信道容量是什么？简单来说就是信道能够传输的最大信息率。

也就是说小于这个信息传输率就可以在此信道中无差错的传输！这里我们应该还要注意引申问题，比如说叫你说一说香农定理，一定要注意发散问题！5、简要说一下数字通信系统的优缺点？优点：1、抗干扰能力强；2、易于加密；3、误码差错可控；4、可以较为方便地与现代信息技术相结合（当然每一点尽可能展开叙述一下，我这里就不展开叙述了）。

缺点：1、频带利用率不高（叙述的话和模拟通信做一下对比）；2、系统设备较为复杂（需要严格的同步系统）。

6、数字通信和模拟通信的可靠性指标以及有效性指标分别是什么？数字通信：可靠性为误码率；有效性为信息传输速率和频带利用率；模拟通信：可靠性为信噪比；有效性为有效传输带宽。

7、信源编码和信道编码的作用？信源编码：作用之一是进行数据压缩，减少或者消除信源冗余度；作用之二是将信源的模拟信号转化成数字信号，以便于进行信号的数字化传输，本质上来说是提高了通信的有效性。

信道编码：其作用是对数据码流进行一定的处理，使得整个系统具有一定的纠错和抗干扰的能力，从本质上来说信道编码就是为了提高通信的可靠性。

习题解答2-1、什么是调制信道？什么是编码信道？说明调制信道和编码信道的关系。

答：所谓调制信道是指从调制器输出端到解调器输入端的部分。

从调制和解调的角度来看，调制器输出端到解调器输入端的所有变换装置及传输媒质，不论其过程如何，只不过是对已调制信号进行某种变换。

所谓编码信道是指编码器输出端到译码器输入端的部分。

从编译码的角度看来，编码器的输出是某一数字序列，而译码器的输入同样也是某一数字序列，它们可能是不同的数字序列。

因此，从编码器输出端到译码器输入端，可以用一个对数字序列进行变换的方框来概括。

根据调制信道和编码信道的定义可知，编码信道包含调制信道，因而编码信道的特性也依赖调制信道的特性。

2-2、什么是恒参信道？什么是随参信道？目前常见的信道中，哪些属于恒参信道？哪些属于随参信道？答：信道参数随时间缓慢变化或不变化的信道叫恒参信道。

通常将架空明线、电缆、光纤、超短波及微波视距传输、卫星中继等视为恒参信道。

信道参数随时间随机变化的信道叫随参信道。

短波电离层反射信道、各种散射信道、超短波移动通信信道等为随参信道。

2-3、设一恒参信道的幅频特性和相频特性分别为：其中，0K 和d t 都是常数。

试确定信号)(t s 通过该信道后的输出信号的时域表示式，并讨论之。

解：传输函数d t j je K e H H ωωϕωω-==0)()()(冲激响应)()(0d t t K t h -=δ输出信号)()()()(0d t t s K t h t s t y -=*=结论：该恒参信道满足无失真条件，故信号在传输过程中无失真。

2-4、设某恒参信道的传输特性为d t j eT H ωωω-+=]cos 1[)(0，其中，d t 为常数。

试确定信号)(t s 通过该信道后的输出信号表达式，并讨论之。

解：输出信号为： dt K H ωωϕω-==)()(0)(21)(21)()(2121)(21]cos 1[)(00)()(00000T t t T t t t t t h e e e e e e e e T H d d d T t j T t j t j t j T j T j t j t j d d d d d d --++-+-=++=++=+=+--------δδδωωωωωωωωωω讨论：此信道的幅频特性为0cos 1)(T H ωω+=，相频特性为ωωϕd t -=)(，相频特性与ω成正比，无想频失真；K H ≠)(ω，有幅频失真，所以输出信号的失真是由信道的幅频失真引起的，或者说信号通过此信道只产生幅频失真。

通信原理知识点串讲第1章 绪论一、数字通信系统的模型框图及各部分的作用 考点预测：简答题（1）信源编码与译码：作用有两个，一个是将模拟信号转换为数字信号，即通常所说的模数转换；二是设法降低数字信号的数码率，即通常所说的数据压缩。

信源译码是信源编码的逆过程。

（2）信道编码与译码：数字信号在信道上传输时，由于噪声、干扰等影响，将会引起差错。

信道编码的目的就是提高通信系统的抗干扰能力，尽可能地控制差错，实现可靠通信。

译码是编码的逆过程。

（3）加密与解密：为保证所传信息的安全。

将输入的明文信号人为干扰，即加上密码。

这种处理过程称为加密。

在接收端对收到的信号进行解密，恢复明文。

（4）调制与解调：其作用是在发端进行频谱的搬移，在收端进行频谱的反搬移。

二、 信息及其度量：信息量、熵 考点预测：填空选择（1）信息量I 与消息出现的概率P(x)之间的关系为：（2）说明： a=2时，信息量的单位为比特（bit ）； a=e 时，信息量的单位为奈特（nit ）； a=10时，信息量的单位为十进制单位，叫哈特莱。

（3）信源熵H ：统计独立的M 个符号的离散信息源的平均信息量为：11logMi i iH p p ==å例题1：某信源符号集由A 、B 、C 、D 、E 、F 组成，设每个符号独立出现，其概率分别为1/4、1/4、1/16、1/8、1/16、1/4，试求该信息源输出符号的平均信息量。

解：222222111111log 4log 4log 16log 8log 16log 444168164H =+++++ 2.375/bit =符号三、主要性能指标：有效性和可靠性 考点预测：填空选择噪声信 道 调 制 器信道 编码器加 密 器信源 编码器信源解 调 器信道 译码器解 密 器信源 译码器信宿()1log log ()a a I P x P x ==-∑数字通信系统1. 有效性：信息速率、码元速率、频带利用率有效性：指在给定信道内所传输的信息内容的多少，用码元传输速率或信息传输速率或频带利用率来度量。

现代通信原理与技术第三版课后思考题答案第一章1.1 以无线广播和电视为例，说明图 1-1 模型中的信息源，受信者及信道包含的具体内容是什么在无线电广播中，信息源包括的具体内容为从声音转换而成的原始电信号，收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换乘的声音；在电视系统中，信息源的具体内容为从影像转换而成的电信号。

收信者中包括的具体内容就是从复原的原始电信号转换成的影像；二者信道中包括的具体内容分别是载有声音和影像的无线电波1.2 何谓数字信号，何谓模拟信号，两者的根本区别是什么数字信号指电信号的参量仅可能取有限个值；模拟信号指电信号的参量可以取连续值。

他们的区别在于电信号参量的取值是连续的还是离散可数的。

1.3 何谓数字通信，数字通信有哪些优缺点传输数字信号的通信系统统称为数字通信系统；优缺点： 1.抗干扰能力强；2.传输差错可以控制；3.便于加密处理，信息传输的安全性和保密性越来越重要，数字通信的加密处理比模拟通信容易的多，以话音信号为例，经过数字变换后的信号可用简单的数字逻辑运算进行加密，解密处理；4.便于存储、处理和交换；数字通信的信号形式和计算机所用的信号一致，都是二进制代码，因此便于与计算机联网，也便于用计算机对数字信号进行存储，处理和交换，可使通信网的管理，维护实现自动化，智能化；5. 设备便于集成化、微机化。

数字通信采用时分多路复用，不需要体积较大的滤波器。

设备中大部分电路是数字电路，可用大规模和超大规模集成电路实现，因此体积小，功耗低；6. 便于构成综合数字网和综合业务数字网。

采用数字传输方式，可以通过程控数字交换设备进行数字交换，以实现传输和交换的综合。

另外，电话业务和各种非话务业务都可以实现数字化，构成综合业务数字网；缺点：占用信道频带较宽。

一路模拟电话的频带为 4KHZ 带宽，一路数字电话约占64KHZ。

1.4 数字通信系统的一般模型中的各组成部分的主要功能是什么数字通行系统的模型见图1-4 所示。

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。

时变线性网络 f[e i (t)]+e i (t )e o (t )n(t)图3-1 调制信道数学模型其输出与输入的关系有()()()o i e t f e t n t =+⎡⎤⎣⎦ (3-1)式3-1中()i e t 为信道输入端信号电压；()o e t 为信道输出端的信号电压；()n t 为噪声电压。

恒参信道特点
1. 恒参信道的特点之一就是信号传输稳定得很呐！就好比你走在一条平坦笔直的大路上，一直都能稳稳当当的。

比如我们看电视的时候，画面一直很清晰，声音也不卡顿，那就是恒参信道在起作用呢！
2. 嘿，恒参信道的另一个特性是对信号的衰减很小哦！这就像运动员跑步，能量损耗极少，一路向前冲。

像手机通话时声音能清楚地传到对方那里，可不就是因为这个嘛！
3. 恒参信道还具有可预测性强这个特点呀！就如同每天太阳都会升起一样，你能清楚地知道接下来会发生什么。

比如在一些通信系统中，我们能提前知道信号大概会是什么样的状态。

4. 哇塞，恒参信道的噪声低这一点超棒的！简直就像在一个安静的图书馆里，没有什么打扰。

像在医院里用的一些专业设备通信，几乎没什么杂音干扰，这可多亏了恒参信道呀！
5. 恒参信道的带宽足够宽呢，这好比是一条宽阔的高速公路，可以同时让很多车辆快速通过。

想想我们下载大文件时的快速流畅，这不就是带宽宽的好处嘛！
6. 还有啊，恒参信道的相移特性很稳定呢！就好像时针走的轨迹总是那么规律。

在一些需要精准相位控制的场合，恒参信道就能大显身手啦！
总之，恒参信道有着这些让人赞叹不已的特点，在我们的生活中可发挥了大作用呀！。

恒参信道中相位条件《恒参信道中相位条件》我有个朋友叫小甲，他呀，在一个通信公司上班。

有一回呀，他们公司接手了一个挺复杂的通信项目，这个项目就是要在那些恒参信道里捣鼓些东西。

那天小甲就跑来跟我抱怨呢，说什么恒参信道里的相位条件搞得他头都大了。

我还打趣他，说：“你这个通信小达人，还有被难住的时候呀？”他白了我一眼说：“你可不知道，这恒参信道里的相位条件可不像你想的那么简单。

”就这么着，我就对这恒参信道中的相位条件来了兴趣，今天就和大家说说这事儿。

那先得知道什么是恒参信道。

恒参信道啊，简单说就是那些传输特性相对恒定或者变化极缓慢的信道。

就像咱们平时用的那种有线电话线路，信号在那里面传输的时候，信道的特性就比较稳定。

那在这样的信道里，相位条件可重要了。

相位条件呢，在恒参信道里就像是一个很精准的指挥官。

它指挥着信号的各个部分怎么协调工作。

在这个信道里传输信号的时候，比如说正弦信号吧，它的相位就不能随便乱变。

就好像一群士兵在行军，相位就是他们的步伐节奏，要是乱了，整个队伍就乱套了。

从数学式上来看，假如有一个信号表达式是\(A\sin(\omega t +\varphi)\)，这里面的\(\varphi\) 就是相位。

在恒参信道里，这个相位要保持一种稳定的规则。

假设存在多个信号叠加的情况，那每个信号之间的相对相位就得保持一定。

如果相位差异大了，叠加后的信号就会变成一团糟。

我拿小甲给我说的一个例子来讲。

他们在做一种多路信号传输的测试，其中两路信号本来该好好地叠加增强信号质量的。

可是就因为恒参信道中的某个小干扰破坏了相位条件，这两路信号就开始打架了。

在示波器上看，那信号的波形就歪七扭八的，完全不是他们期待的那样。

小甲就和他同事开始找原因，他们发现啊，是信道里的一个小元件有点小毛病，影响了相位的稳定性。

这时候我就问小甲：“那你们怎么解决这个相位条件出问题的情况啊？”小甲说：“那可得费点功夫啦。

我们得精确地调整每个信号源的初始相位，让它们满足信道里的相位规则。

理想恒参信道的条件我觉得理想恒参信道这东西啊，就像是那世外桃源一样，得有些特定的条件才能成。

咱先说这信道的传输特性吧，那得是恒定不变的。

就好比我走在路上，看到前面有个老头，每天都在同一个时间、同一个地点、以同样的速度走路，稳稳当当的，就像信道的传输特性一样。

这老头啊，瘦瘦小小的，脸皱巴巴的像个核桃，眼睛却贼亮。

他走路的时候背挺得直直的，手里还总拿着个旧烟斗，时不时抽一口，那烟就慢悠悠地飘出来，就像信道里稳定传输的信号一样。

从幅度频率特性上来说呢，得是平坦的。

这就像我老家那片麦田，一眼望去平平坦坦的，没有个坑洼。

我小时候啊，在那麦田里跑，风一吹麦浪就一层一层地晃，那高度都差不多，不会突然这儿高那儿低的。

这就跟信道的幅度频率特性一样，要是不平坦了，那信号就像我在那坑洼地里走路，磕磕绊绊的，肯定不好使。

还有相频特性，它得是线性的。

我有个朋友，做木匠活的，他那手艺可好了。

他做桌子腿的时候，就跟这相频特性似的，那线条直直的，规规矩矩的。

他在那小木工房里，周围全是木屑，阳光从窗户缝里射进来，照得那些木屑像星星似的。

他就眯着眼，拿着工具，一点一点地把那桌腿做得笔直。

要是相频特性不是线性的，那就像那桌腿弯弯曲曲的，桌子根本就立不稳当。

这理想恒参信道的噪声得是加性的。

这让我想起我在集市上的时候，周围人来人往，吵吵闹闹的。

那些嘈杂的声音就像噪声，但是这个噪声要是加性的呢，就好像是在原本平静的水面上，额外加上了一些小涟漪。

你还能分得清原来的水纹和后来加的小波动。

要是不是加性的，那就乱套了，就像集市上突然来了一群马，把整个秩序都给搅乱了。

我就觉得啊，这理想恒参信道的这些条件，就像是生活里的一些规矩一样。

每一个条件都有它的道理，少了哪一个都不行。

就像我们做人做事，得有个稳定的态度，得有平坦的心境，得有线性的逻辑，还得能分得清额外的干扰。

这样啊，才能顺顺利利的，就像那理想恒参信道能好好地传输信号一样。

模块2 恒参信道及其特性（ZY3200102002）【模块描述】本模块介绍了恒参信道及其特性，包含几种恒参信道及其特性、均衡的基本概念。

通过概念介绍、图形讲解，掌握恒参信道的特性及其对信号传输的影响。

【正文】恒参信道是指由电缆、光导纤维、人造卫星、中长波地波传播、超短波及微波视距传播等传输媒质构成的信道。

一、有线电信道1．对称电缆对称电缆是指在同一保护套内有许多对相互绝缘的双导线的传输媒质。

导线材料主要是铜或铝，直径为0.4～1.4mm 。

为了减小各线对之间的干扰，每一对线都拧成扭绞状。

对称电缆的传输损耗相对较大但其传输特性比较稳定。

2．同轴电缆如图ZY3200102002-1所示。

同轴电缆由同轴的两个导体构成，外导体是一个圆柱形的空管，在可弯曲的同轴电缆中，它可以由金属丝编织而成。

内导体是金属线。

它们之间填充着塑料或空气等介质。

图ZY3200102002-1同轴电缆的基本结构二、光纤信道光纤信道是以光导纤维（简称光纤）为传输媒质、以光波为载波的信道。

它能够实现大容量的传输。

光纤具有损耗低、频带宽、线径细、重量轻、可弯曲半径小、不怕腐蚀以及不受电磁干扰等优点。

三、无线电视距中继无线电视距中继是指工作频率在超短波和微波波段时，电磁波基本上是沿视线传播，通信距离依靠中继方式延伸的无线电电路。

相邻中继站之间的距离一般在40～50公里。

图ZY3200102002-2 无线电中继信道 图ZY3200102002-5 卫星中继信道 无线电中继信道的构成如图ZY3200102002-2所示。

它由终端站、中继站及各站间的电波传播路径构成。

具有传输容量大、发射功率小、通信稳定可靠等优点。

主要用于长途干线、移动通信网以及某些数据收集系统。

四、卫星中继信道 保护层 外导体 绝缘层 内导体卫星中继信道是无线电中继信道的一种特殊形式。

它是航天技术与通信技术相结合的产物。

卫星中继信道由通信卫星、地球站、上行线路及下行线路构成。