数据通信技术基础本章内容：1.信道及其特点；2.数据信号编码。本章要求：1.了解信道及其特点；2.了解数据信号编码。信道（Channel）是组成通信系统的三大部分，它是通信中一个非常重要的概念，信道的特性直接影响着通信的质量。信道是指以传输介质为基础的信号通路。信道特性影响通信的质量指标，如传输速率、误码率、带宽、信道容量。2.1传输信道概述所有信道所具有的五个特征：1.所有信道都有输入输出端；2.绝大多数都满足线性叠加关系，有些存在着非线性关系；3.对信号存在衰减；4.对信号产生时延；5.都存在噪声和干扰。2.1.1信道的类型1.按范围分类：狭义信道、广义信道2.按传输的信号类型分类：模拟信道、数字信道3.按信道的使用方式分类：专用信道、公用信道4.按传输媒质分类：有线信道、无线信道5.根据传输序列出错的关系分类：记忆信道、无记忆信道1.按范围分类根据信道的范围大小不同，信道可以分为狭义信道和广义信道。狭义信道通常是指传输信号的具体媒介。如各种明线、电缆、光缆等。通常我们说的各种具体传输介质都是狭义信道范畴。广义信道是指不仅包含具体的物理介质，而且还包含了终端（收、发两端）的部分设备（转换器）在内的那段信号通路。例如，调制信道、编码信道、数据链路、数据电路等，都属于广义信道。2.按传输的信号类型分类通信中传输的信号形式通常有两大类，模拟信号和数字信号，因此信道被分成模拟信道（AnalogChannel）和数字信道（DigitalChannel）。模拟信道传输的是在幅度和时间上都连续变化的模拟信号，如利用电话线通过调制解调器实现与Internet相连时，电话线就是一个模拟信道；普通广播（采用振幅调帛/调频方式）的中波、短波信道也是模拟信道。数字信道是指在信道上只能传输数字信号的信道。例如，数字电话信道、由计算机组成的局域网络、机－机之间的信道通常被认为是数字信道。3.按信道的使用方式分类按照信道的使用方式可以分为专用信道与公用信道。专用信道指两点或多点之间的线路（信号通路）是固定不变的，通常是用户自己架设或专门租用的专用线路或固定路由的专用通路。如民航系统、电力系统自己组网，用于企业内部通信目的的信道。公用信道是指通过公用交换网络，为广大用户（任何用户）提供服务的信道。如公用电话网、数字数据网等。4.按传输媒质分类根据具体传输媒质（介质）的不同，可以分为有线信道和无线信道。有线信道是指能够看得见、摸得着的信号线路；无线信道是指以自由空间为传输媒介的信道，也就是看不见、摸不着的那类信道。有线信道和无线信道常见的介质形式如下：有线信道双裸线（目前已很少用）双绞线同轴电缆光纤非屏蔽双绞线（utp）屏蔽双绞线（stp）无线信道中波信道短波信道微波信道卫星信道5.根据传输序列出错的关系分类在数字通信中，码元发生错误与前后元有时候是有关联的。根据这一关系，把数字信道可以分为记忆信道和无记忆信道。前者是指每个码元发生错误是与其前后码元之间是有一定关系的；而后者指当前码元的差错与其他码元无关系。2.1.2信道容量信道容量（ChannelCapacity）是指通信系统的最大传输速率，也就是指信道极限传输能力。1.模拟信道的信道容量模拟信道的信道容量可以通过香农（Shannon）定理来获得。香农定理指出：在加性高斯白噪声信道中，传输功率受限的信号，信道的极限传输速率（信道容量）C为C＝B㏒2（1+s/n）（bit/s）式中，B为信道频带宽度，基本单位为Hz；s/n是平均信号噪声功率比（信噪比）。讨论：1.C是Pe=0时系统最大的Rb；2.B与S/N可通过调制互换；3.需要指出的是，在S→∞或N→0时，C→∞；B→∞时C＝S/N㏒2e≈1.44S/n0。2.数字信道的信道容量在对称无记忆数字信道中（这里对称是指任一码元正确传输和错误传输的概率同其他码元一样），系统频带宽度为B的信道，采用L进制传输时，无噪声数字信道（理想信道）的最高传输速率（信道容量）为C=2Blog2L(bit/s)2.1.3有线传输介质传输介质（或称媒质）是数据信号在异地之间传输的真实媒介，它是构成信道的主要部分。通常狭义信道就是指传输介质。传输介质的特性主要包括以下几点。（1）物理特性：指介质的物理结构、动态尺寸、机械...
