一、 幾種常用信道特征

信道可分為有線(xiàn)信道和無(wú)線(xiàn)信道。

有線(xiàn)信道：如雙絞線(xiàn)、電纜、光纖、波導(dǎo)等；

無(wú)線(xiàn)信道：自由空間提供的各種頻段或波長(zhǎng)的電磁波傳播通道。

信號(hào)在信道內(nèi)傳輸，會(huì)受到來(lái)自信道的各種各樣的干擾。干擾大體分為4類(lèi)：

1．無(wú)線(xiàn)電干擾

來(lái)自各種無(wú)線(xiàn)發(fā)射機(jī)。其特點(diǎn)是頻率范圍寬，幾乎覆蓋全部使用頻段。但對(duì)于特定電臺(tái)的頻率一般是固定的，因此可以進(jìn)行防護(hù)。另外由于無(wú)線(xiàn)電頻率管理較為完善，可以將此種干擾限制在最小限度。

2．工業(yè)干擾

來(lái)源于各種電氣設(shè)備，如電機(jī)、電力線(xiàn)、電源開(kāi)關(guān)、電點(diǎn)火（如汽車(chē)點(diǎn)火）裝置等。此類(lèi)干擾一般在較低頻率范圍，如汽車(chē)點(diǎn)火干擾在幾十兆赫范圍內(nèi)。采用屏蔽與考究的濾波措施，在很大程度上可避開(kāi)工業(yè)干擾。

3．天電干擾

來(lái)自于雷電、磁暴、太陽(yáng)黑子以及宇宙射線(xiàn)等，它們與季節(jié)、氣候變化關(guān)系較大。不同地區(qū)也有很大不同，如赤道附近及兩極地區(qū)嚴(yán)重。太陽(yáng)黑子發(fā)生變動(dòng)（約11年一個(gè)周期）的年份，天電干擾加大，有時(shí)長(zhǎng)時(shí)間中斷短波通信。

4．內(nèi)部干擾

來(lái)自信道內(nèi)部各種電子器件電阻、天線(xiàn)以及傳輸線(xiàn)等。在這些電子設(shè)備中的分子或電子的隨機(jī)熱運(yùn)動(dòng)，形成所謂起伏噪聲，對(duì)于通信信號(hào)產(chǎn)生加性干擾。本書(shū)涉及的各類(lèi)通信系統(tǒng)，主要是這種噪聲，稱(chēng)為熱噪聲，從機(jī)理上它是高斯型統(tǒng)計(jì)特征，是通信系統(tǒng)干擾的重要因素。

通信常用的信道類(lèi)型主要有4類(lèi)：

1、電話(huà)信道 

電話(huà)信道一般是指龐大的公用交換電話(huà)網(wǎng)（PSTN）所提供的基于傳統(tǒng)模擬電話(huà)或低速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男诺馈Ｍㄐ判诺赖臉?gòu)成多半通過(guò)用戶(hù)終端到本地交換機(jī)（節(jié)點(diǎn)），再到另一個(gè)用戶(hù)建立的呼叫鏈路，一旦通話(huà)（即呼叫）結(jié)束，便及時(shí)拆斷該鏈路。電話(huà)信道一般屬于限帶為300~3400Hz的線(xiàn)性系統(tǒng)。當(dāng)用于數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，需在用戶(hù)端均加入調(diào)制/解調(diào)器（Modem），并利用600~3000Hz頻響較平坦的頻段傳輸已調(diào)波。目前從用戶(hù)到節(jié)點(diǎn)（交換機(jī)）的用戶(hù)線(xiàn)，可以增設(shè)寬帶Modem（如ADSL），可在數(shù)公里內(nèi)通信帶寬擴(kuò)展到2~6MHz，支持寬帶上網(wǎng)和多媒體業(yè)務(wù)。

2、光纖

光纖是將電信號(hào)變?yōu)楣庑盘?hào)（電/光轉(zhuǎn)換）后進(jìn)行光信號(hào)傳輸?shù)奈锢砻襟w。光纜是由包層覆蓋光纖芯線(xiàn)而構(gòu)成。光信號(hào)是以電磁場(chǎng)形式在光纖芯中傳播。光纖自20世紀(jì)70年代投用后，很快顯示出很多突出的優(yōu)點(diǎn)，諸如，它帶寬極寬（2×1014Hz以上），通過(guò)目前可達(dá)到的技術(shù)—密集波分復(fù)用（DWDM），一條光纖中可以支持1600Gb/s的傳輸速率；實(shí)驗(yàn)表明，基于單波160Gb/s速率的1024個(gè)波，可達(dá)約160Tb/s的點(diǎn)到點(diǎn)傳輸流量（1Tb/s＝1012b/s）；光纖傳輸損耗極低，小于0.2dB/km，不受電磁干擾，重量極輕（一條光纖芯27g/km），抗彎曲，耐濕熱和腐蝕，敷設(shè)方便、靈活，可架設(shè)到電桿上，光纖價(jià)格極低，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)供大于求。

3、移動(dòng)無(wú)線(xiàn)信道

移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信起初是為了延伸電信網(wǎng)的覆蓋范圍和通信能力而逐步發(fā)展起來(lái)的。迄今，移動(dòng)網(wǎng)的發(fā)展令人驚異，已從城市擴(kuò)展到鄉(xiāng)村與邊遠(yuǎn)地區(qū)。截止2009年5月，我國(guó)的移動(dòng)用戶(hù)數(shù)已達(dá)6.87億，為傳統(tǒng)的固定電話(huà)（PSTN）用戶(hù)數(shù)的2倍。下一代的移動(dòng)通信將以寬帶方式接入，并與現(xiàn)行GSM系統(tǒng)相比，傳輸速率增加幾十倍、上百倍，可支持多媒體業(yè)務(wù)，并廣泛實(shí)施個(gè)人通信系統(tǒng)（PCS）。

移動(dòng)通信以蜂窩方式組網(wǎng)，信道具有多徑衰落與時(shí)變特征。目前GSM移動(dòng)通信利用900/1800MHz頻段，雙向頻譜為2×25MHz，各提供125個(gè)載波，每載波包括8個(gè)時(shí)分多址（TDMA）信道。于是各載波200kHz帶寬，包含8個(gè)25kHz信道，用戶(hù)數(shù)字電話(huà)速率為13kb/s，具有高糾錯(cuò)能力的差錯(cuò)保護(hù)位時(shí)，凈速率高達(dá)9.8kb/s。移動(dòng)網(wǎng)在每個(gè)蜂窩小區(qū)設(shè)有一個(gè)基站，轉(zhuǎn)發(fā)小區(qū)內(nèi)多達(dá)上千個(gè)用戶(hù)同時(shí)通信。移動(dòng)通信每個(gè)信道的輻射功率應(yīng)控制在它的25kHz帶寬內(nèi)，帶外輻射衰減應(yīng)至少為-40dB，優(yōu)質(zhì)系統(tǒng)應(yīng)達(dá)-70dB，才不至于明顯干擾相鄰話(huà)路。隔離1至2個(gè)小區(qū)可以重復(fù)利用頻率，因此整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)可支持極大量用戶(hù)相互通信。通過(guò)越區(qū)切換和跨網(wǎng)漫游可以實(shí)現(xiàn)全國(guó)性、世界范圍內(nèi)的移動(dòng)通信。

4、衛(wèi)星信道

衛(wèi)星信道是一種特殊的無(wú)線(xiàn)信道。在地球赤道上空35978km（近似稱(chēng)3.6萬(wàn)公里）均勻分布著三個(gè)同步衛(wèi)星，就可以通過(guò)它們的轉(zhuǎn)發(fā)器（Transponders）使地球上任兩處的地球站間進(jìn)行通信。自60年代初（1962年）問(wèn)世以來(lái)，至今穩(wěn)定使用的上行6GHz、下行4GHz頻點(diǎn)的系統(tǒng)，總帶寬500MHz，并提供帶寬各為36MHz的12個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，各又能容納1200路數(shù)字電話(huà)或25~150個(gè)窄帶會(huì)議電視。一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器可支持五、六個(gè)HDTV（高清晰度數(shù)字電視）。由于跨洋衛(wèi)星通信（如中美兩國(guó)間）需經(jīng)由兩個(gè)衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)器與雙方地球站溝通信息，因此遠(yuǎn)達(dá)15萬(wàn)km的距離，通信延遲則高達(dá)將近0.5秒，雙方對(duì)話(huà)均有明顯延時(shí)的感覺(jué)。目前國(guó)內(nèi)衛(wèi)星通信已開(kāi)辦大量業(yè)務(wù)，如衛(wèi)星電視節(jié)目、遠(yuǎn)程教育等。

二、通信頻段劃分

為了合理使用頻率資源，各地區(qū)各種通信之間不致相互干擾，盡量節(jié)省頻帶，且滿(mǎn)足有效性與可靠性傳輸?shù)囊螅瑖?guó)際電信聯(lián)盟（ITU）科學(xué)地分配了整個(gè)通信頻段，如表1所示。

表1 通信頻段劃分