信道特性分析.docx

1、信道特性分析信道特性分析有线信道的特性有线信道的定义信道(information channels,通信专业术语)是信号的传输媒质，可分为有线信道和无线信道两类。无线信道有地波传播、短波电离层反射、超短波或微波视距中继、人造卫星中继以及各种散射信道等。有线信道是指传输媒介为明线有线信道示意图、对称电缆、同轴电缆、光缆及波导等一类能够看得见的媒介。有线信道是现代通信网中最常用的信道之一。如对称电缆（又称电话电缆）广泛应用于（市内）近程传输。有线信道的原理有线信道以导线为传输媒质，信号沿导线进行传输，信号的能量集中在导线附近，因此传输效率高，但是部署不够灵活。这一类信道使用的传输媒质包括用电线传输

2、电信号的架空明线、电话线、双绞线、对称电缆和同轴电缆等等，还有传输经过调制的光脉冲信号的光导纤维。有线信道的特点 有线信道的传输媒体为导线（双绞线或者光纤等），信号沿导线传输，能量相对集中在导线附近，因此具有较高的传输效率。有线信道的信噪比高、频带资源窄、存在回波和非线性失真。无线信道的特性 随着科学技术的发展，无线通信已经渗透到我们生活的各个方面，对我们的生活工作有着巨大的影响。在无线通信系统中，无线通信的信道的特性对整个系统有着巨大的影响，下面我就对无线信道的特性做一下简单的分析。要想搞明白无线信道具有哪些特性，就要先了解什么是无线信道。信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的一种形象

3、比喻，对于无线电波而言，它从发送端传送到接收端，其间并没有一个有形的连接，它的传播路径也有可能不只一条，但是我们为了形象地描述发送端与接收端之间的工作，我们想象两者之间有一个看不见的道路衔接，把这条衔接通路称为信道。信道具有一定的频率带宽，正如公路有一定的宽度一样。无线信道中电波的传播不是单一路径，而是许多路径来的众多反射波的合成。由于电波通过各个路径的距离不同，因而各个路径来的反射波到达时间不同，也就是各信号的时延不同。当发送端发送一个极窄的脉冲信号时，移动台接收的信号由许多不同时延的脉冲组成，我们称为时延扩展。同时由于各个路径来的反射波到达时间不同，相位也就不同。不同相位的多个信号在接收端

4、迭加，有时迭加而加强（方向相同），有时迭加而减弱（方向相反）。这样，接收信号的幅度将急剧变化，即产生了快衰落。这种衰落是由多种路径引起的，所以称为多径衰落。此外，接收信号除瞬时值出现快衰落之外，场强中值（平均值）也会出 现缓慢变化。主要是由地区位置的改变以及气象条件变化造成的，以致电波的折射传播随时间变化而变化，多径传播到达固定接收点的信号的时延随之变化。这种由阴影效应和气象原因引起的信号变化，称为慢衰落。而且，由于移动通信中移动台的移动性，如前所说那样，无线信道中还会有多普勒效应。在移动通信中，当移动台移向基站时，频率变高，远离基站时，频率变低。我们在移动通信中要充分考虑“多普勒效应”。虽然

5、，由于日常生活中，我们移动速度的局限，不可能会带来十分大的频率偏移，但是这不可否认地会给移动通信带来影响，为了避免这种影响造成我们通信中的问题，我们不得不在技术上加以各种考虑。也加大了移动通信的复杂性。综上所述，无线信道包括了电波的多径传播，时延扩展，衰落特性以及多普勒效应等。接下来我们就进入正题，开始讨论无线信道的特性。不同频段的无线电波，其传播方式和特点是不相同的。对工作于VHF和UHF频段的移动通信来说，电波传播的方式主要是空间波，即直射波、折射波、散射波以及它们的合成波。陆地移动系统中，移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域，其天线将接收从多条路径传来的信号，再加移动台本身的运动

6、，使得移动台和基站之间的无线信道多变且难以控制。与其它通信信道相比，移动信道是最为复杂的一种。例如，模拟有线信道中典型的信噪比约为46dB，也就是说，信号电平要比噪声电平高40000倍。而且对有线信道来说，其传输质量是可以控制的。 通过选择合适的材料与精心加工，可以确保在有线传输系统中有一个相对稳定的电气环境。有线传输线路中，信噪比的波动通常不超过l一2dB。只有当某段线路运行了相当长一段时间后，由于线路损坏逐步带来的损耗也许可达10一15dB，但在这种情况下，就需要对这段线路进行更新了。与此相对照，陆地移动无线信道中信号强度的骤然降低即所谓衰落是经常发生的，衰落深度可达30dB。在城市环境中

7、，一辆快速行驶车辆上的移动台的接收信号在一秒钟之内的显著衰落可达数十次。这种衰落现象严重恶化接收信号的质量，影响通信可靠性。在蜂窝移动环境中，同频干扰是一个必须考虑的问题。当发生衰落时，要接收的信号也许比同频小区基站来的干扰信号还要弱，接收机就会锁定在错误信号上。模拟移动通信多采用调频传号，调频方式的捕获效应对同频干扰有一定的抑制作用。而衰落现象会显著改变调频信号特性，消弱其捕获效应。对于数字传输来说，衰落将使比特误码率(BER)大大增加。移动信道与非移动点对点无线情道相比，信号传输的误比特串前者比后者高106倍。与此相对照，有线信道中能够很好工作的语音编码器、调制解调器和同步装置在移动环境中

8、工作性能将会大大恶化。移动信道的衰落特性取决于无线电波传播环境。不同的环境，其传播特性也不尽相同。例如，一个有许多高层建筑的大城市与平坦开阔的农村相比，其传播环境有很大不同，两者的移动信道特性也大有差异。而传播环境本身是相当复杂的，这就使得移动信道特性也是十分复杂的。复杂、恶劣的传播条件是移动信道的特征，这是由在运动中进行无线通信这一方式本身所决定的。对于移动 通信来说，恶劣的信道特性是不可回避的问题。要在这样的传播条件下保持可以接受的传输质量，就必须采用各种技术措施来抵消衰落的不利影响。这就是各种抗衰落技术，包括分集、扩频跳频、均衡、交织和纠错编码等。另外，信号传输方式，如调制方式，对信道中

9、的衰落也要有一定的适应能力。许多抗衰落实用技术已成功地应用于模拟无线系统。在数字移动通信中，针对数字传输的特点又发展出许多新技术。各种抗衰落技术和数字传输技术的研究对发展数字移动通信系统是十分重要的。可以看出，无线信道的特性主要包括了衰落，要想获得较好的通信效果，一定要在抗衰落方面找出合适的解决方法。信道的多路复用技术原理：是把多个低信道组合成一个高速信道的技术,它可以有效的提高数据链路的利用率,从而使得一条高速的主干链路同时为多条低速的接入链路提供服务,也就是使得网络干线可以同时运载大量的语音和数据传输。多路复用是指两个或多个用户共享公用信道的一种机制。通过多路复用技术，多个终端能共享一条高

10、速信道，从而达到节省信道资源的目的，多路复用有频分多路复用（FDMA），时分多路复用（TDMA），码分多路复用（CDMA），波分多路复用区别：频分多路复用（FDMA） 频分制是将传输频带分成N部分，每一个部分均可作为一个独立的传输信道使用。,这样在一对传输线路上可有N对话路信息传送，而每一对话路所占用的只是其中的一个频段。频分制通信又称载波通信，它是模拟通信的主要手段。时分多路复用（TDMA） 时分制是把一个传输通道进行时间分割以传送若干话路的信息，把N个话路设备接到一条公共的通道上，按一定的次序轮流的给各个设备分配一段使用通道的时间。当轮到某个设备时，这个设备与通道接通，执行操作。与此同时，

11、其它设备与通道的联系均被切断。待指定的使用时间间隔一到，则通过时分多路转换开关把通道联接到下一个要连接的设备上去。时分制通信也称时间分割通信，它是数字电话多路通信的主要方法，因而PCM通信常称为时分多路通信。码分多路复用（CDMA） CDMA技术不是一项新技术，作为一种多址方案它已经成功地应用于卫星通信和蜂窝电话领域，并且显示出许多优于其他技术的特点。但是，由于卫星通信和移动通信中带宽的限制，所以CDMA技术尚未充分发挥优点。光纤通信具有丰富的带宽，能够很好地弥补这个缺陷。近年来，OCDMA已经成为一项备受瞩目的热点技术。 OCDMA技术在原理上与电码分复用技术相似。OCDMA通信系统给每个用

12、户分配一个唯一的光正交码的码字作为该用户的地址码。在发送端，对要传输的数据该地址码进行光正交编码，然后实现信道复用；在接收端，用与发端相同的地址码进行光正交解码。波分多路复用波分复用(WND)是将两种或多种不同波长的光载波信号（携带各种信息）在发送端经复用器，汇合在一起，并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器将各种波长的光载波分离，然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或众多不同波长光信号的技术，称为波分复用。特点：1、频分多路复用，特点是把电路或空间的频带资源分为多个频段，并将其分配给多个用户，每个用户终端的数据通过分配给它的子通路传输。主要用于电话和电缆电视系统。2、时分多路复用，特点是按传输的时间进行分割，将不同信号在不同时间内传送。又包含两种方式：同步时分复用和异步时分复用。3、波分多路复用，特点是对于光的频分复用。做到用一根光纤来同时传输与多个频率很接近的光波信号。4、码分多路复用，特点是每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信，是一种共享信道的方法。通信各方面之间不会相互干扰，且抗干扰能力强。 （注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）