信道的定义与分类
信道(Channel)是指以传输媒质为基础的信号通道。根据新到的定义,如果信道仅是指信号的传输媒质,这种信道称为狭义信道;如果这种信道不仅是传输媒质,而且包括通信系统中的转换装置,这种信道称为广义信道。
狭义信道按照传输媒质的特性可分为有线信道和无线信道。有线信道包括对称电缆、同轴电缆及光纤等。无线信道包括地波传播、短波电离层反射、超短波、移动无线电信道等。常把广义信道简称为信道。
广义信道按照它包括的功能可分为调制信道(Modulated Channel)、编码信道(Coding Channel)等。
带宽
带宽指的是信道的传输能力,也就是理想状况下在这条信道上所能传输信号的最大速率,但是可能没有那么多的数据要传输,那么实际速率就会低于带宽。比特是数据量最小单位,秒是时间的最小单位, 所以速率单位为bps。类似的,有 Kb/s(K=10的3次方),Mb/s(M=10的6次方), Gb/s(G=10的9次方),Tb/s(T=10的12次方)。
传输速率
传输速率也称带宽,指在数据传输的过程中,两个设备之间数据流动的物理速度称为传输速率,单位bps。单位时间内传输的数据量有多少。
吞吐量
吞吐量,即可用带宽,指的是实际的传输速率,某一时刻的传输速率,不可能大于带宽。吞吐量不仅衡量带宽,同时也衡量主机的CPU处理能力、网络的拥堵程度、报文中数据字段的占有份额等信息。
吞吐量 = 传输速率 * 编码方案
衰落(fading)
对于S——D这样一个发送接收系统来说,理想的无线信号传播(自由空间传播模型)是由S发送的电磁信号经过一定的衰减(attenuation)到达D点,我们可以理解为信号沿着S—D的直线。虽然这样,电磁波实际上是以球面波的形式向周围360度辐射,但其是只有沿着S—D直线传播的信号才能抵达D点,我们也可以把S—D路径称为直射路径。这是对于自由空间来说的,在自由空间模型里面除了S和D什么也没有。
而对于实际的大气传播环境,大气中包含着许多的小颗粒(悬浮物),或者小粒子。从S出发,沿着非S—D方向的其它传播方向的额电磁波可能经过一系列的反射(散射)后而抵达接收端D,我们把这种路径称为散射路径。由于每一条散射路径经历的路程都不一样,这样,他们抵达接收端的相位各不相同,导致总的信号强度变低。这样我们把由于信号经过了多个路径而抵达接收端导致信号强度发生随机变化的现象称为衰落(fading)
衰落分为三种:瑞利衰落(Rayleigh),莱斯衰落(Rician)和Nakagami-m衰落