Канал связи

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Канал связи (англ. channel, data line) — система технических средств и среда распространения сигналов для односторонней передачи данных от источника к получателю. В случае использования проводной линии связи, средой распространения сигнала может являться оптическое волокно или витая пара. Канал связи является составной частью канала передачи данных.

Канал связи.JPG

Характеристики[править | править вики-текст]

Используют следующие характеристики канала

Помехоустоичивость[править | править вики-текст]

Помехозащищённость ~A = 10 \lg {P_{min~signal} \over P_{noise}}. Где {P_{min~signal} \over P_{noise}} — минимальное отношение сигнал/шум;

Объём канала[править | править вики-текст]

Объём канала ~V[1] определяется по формуле: ~V_k=\Delta F_k\cdot T_k\cdot D_k,

где ~T_k — время, в течение которого канал занят передаваемым сигналом;

Для передачи сигнала по каналу без искажений объём канала ~V_k должен быть больше либо равен объёму сигнала ~V_s, т.е. ~V_k \geqslant ~V_s. Простейший случай вписывания объёма сигнала в объём канала - это достижение выполнения неравенств ~\Delta F_k\geqslant~\Delta F_s, ~T_k \geqslant~T_s> и ~\Delta D_k \geqslant~\Delta D_s. Тем не менее, ~V_k \geqslant ~V_s может выполняться и в других случаях, что даёт возможность добиться требуемых характеристик канала изменением других параметров. Например, с уменьшением диапазона частот можно увеличить полосу пропускания.

Классификация[править | править вики-текст]

Существует множество видов каналов связи, среди которых наиболее часто выделяют каналы проводной связи (воздушные, кабельные, световодные и др.) и каналы радиосвязи (тропосферные, спутниковые и др.). Такие каналы в свою очередь принято квалифицировать на основе характеристик входного и выходного сигналов, а также по изменению характеристик сигналов в зависимости от таких явлений, происходящих в канале, как замирания и затухание сигналов.

По типу среды распространения каналы связи делятся на проводные, акустические, оптические, инфракрасные и радиоканалы.

Каналы связи также классифицируют на[2]

  • непрерывные (на входе и выходе канала - непрерывные сигналы),
  • дискретные или цифровые (на входе и выходе канала - дискретные сигналы),
  • непрерывно-дискретные (на входе канала - непрерывные сигналы, а на выходе - дискретные сигналы),
  • дискретно-непрерывные (на входе канала - дискретные сигналы, а на выходе - непрерывные сигналы).

Каналы могут быть как линейными и нелинейными, временными и пространственно-временными[3]. Возможна классификация каналов связи по диапазону частот.

Модели канала связи[править | править вики-текст]

Канал связи описывается математической моделью[4], задание которой сводится к определению математических моделей выходного и входного ~S_2 и ~S_1, а также установлению связи между ними, характеризующейся оператором ~L, т.е.

~S_2= L(S_1).

По типу замирания сигнала модели канала связи делятся на гауссовские, релеевские, райссовские и с замираниями, моделируемые с помощью распределения Накагами.

Модели непрерывных каналов[править | править вики-текст]

Модели непрерывных каналов можно классифицировать на модель канала с аддитивным гауссовским шумом, модель канала с неопределенной фазой сигнала и аддитивным шумом и модель канала с межсимвольной интерференцией и аддитивным шумом.

Модель идеального канала[править | править вики-текст]

Модель идеального канала используется тогда, когда можно пренебречь наличием помех. При использовании этой модели выходной сигнал ~S_2 является детерминированным, т.е.

~S_2(t)=\gamma ~S_1(t-\tau)

где γ – константа, определяющая коэффициент передачи, τ – постоянная задержка.

Модель канала с неопределённой фазой сигнала и аддитивным шумом[править | править вики-текст]

Модель канала с неопределённой фазой сигнала и аддитивным шумом отличается от модели идеального канала тем, что \tau является случайной величиной. Например, если входной сигнал ~S_1(t) является узкополосным, то сигнал ~S_2(t) на выходе канала с неопределённой фазой сигнала и аддитивным шумом определяется следующим образом:

~S_2(t)=\gamma (cos(\theta) u(t)-sin(\theta) H(u(t)) + n(t),

где учтено, что входной сигнал ~S_1(t) может быть представлен в виде:

~S_1(t)=cos(\theta) u(t)-sin(\theta) H(u(t)),

где H() - преобразование Гильберта, \theta - случайная фаза, распределение которой считается обычно равномерным на интервале [0, \pi].

Модель канала с межсимвольной интерференцией и аддитивным шумом[править | править вики-текст]

Модель канала с межсимвольной интерференцией и аддитивным шумом учитывает появление рассеяния сигнала во времени из-за нелинейности фазо-частотной характеристики канала и ограниченности его полосы пропускания, т.е. например, при передаче дискретных сообщений через канал на значение выходного сигнала будут влиять отклики канала не только на переданный символ, но и на более ранние или более поздние символы. В радиоканалах на возникновение межсимвольной интерференции влияет многолучёвое распространение радиоволн.

Модели дискретных каналов связи[править | править вики-текст]

Для задания модели дискретного канала необходимо определить множество входных и выходных кодовых символов, а также множество условных вероятностей выходных символов при заданных входных[5].

Модели дискретно-непрерывных каналов связи[править | править вики-текст]

Также существуют модели дискретно-непрерывных каналов связи

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Автор называет объём канала также ёмкостью. См. Зюко А. Г., Кловский Д.Д., Коржик В. И., Назаров М.В., 1.2 Системы, каналы и сети связи // Теория электрической связи / Под ред. Д. Д. Кловского. — Учебник для ВУЗов. — М.: Радио и связь, 1999. — С. 15. — 432 с.
  2. Зюко А. Г., Кловский Д.Д., Коржик В. И., Назаров М.В., 1.2 Системы, каналы и сети связи // Теория электрической связи / Под ред. Д. Д. Кловского. — Учебник для ВУЗов. — М.: Радио и связь, 1999. — С. 14-15. — 432 с.
  3. Зюко А. Г., Кловский Д.Д., Коржик В. И., Назаров М.В., 1.2 Системы, каналы и сети связи // Теория электрической связи / Под ред. Д. Д. Кловского. — Учебник для ВУЗов. — М.: Радио и связь, 1999. — С. 126. — 432 с.
  4. Зюко А. Г., Кловский Д.Д., Коржик В. И., Назаров М.В., 1.2 Системы, каналы и сети связи // Теория электрической связи / Под ред. Д. Д. Кловского. — Учебник для ВУЗов. — М.: Радио и связь, 1999. — С. 128. — 432 с.
  5. Зюко А. Г., Кловский Д.Д., Коржик В. И., Назаров М.В., 1.2 Системы, каналы и сети связи // Теория электрической связи / Под ред. Д. Д. Кловского. — Учебник для ВУЗов. — М.: Радио и связь, 1999. — С. 152. — 432 с.

Литература[править | править вики-текст]

  • Зюко А. Г., Кловский Д.Д., Коржик В. И., Назаров М.В., Теория электрической связи / Под ред. Д. Д. Кловского. — Учебник для ВУЗов. — М.: Радио и связь, 1999. — 432 с. — ISBN 5-256-01288-6.
  • Радиотехника / Под ред. Мазора Ю.Л., Мачусского Е.А., Правды В.И.. — Энциклопедия. — М.: ИД «Додэка-XXI», 2002. — С. 488. — 944 с. — ISBN 5-94120-012-9.
  • Прокис Дж. Цифровая связь. — Пер. с англ. // Под ред. Д. Д. Кловского. — М.: Радио и связь, 2000. — 800 с. — ISBN 5-256-01434-X
  • Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. — Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. — 1104 с. — ISBN 5-8459-0497-8
  • Феер К. Беспроводная цифровая связь: методы модуляции. — Пер. с англ. // Под. ред. В. И. Журавлёва. — М.: Радио и связь, 2000. — 520 с. — ISBN 5-256-01444-7

Ссылки[править | править вики-текст]