2021年四川国家电网招聘通信专业高频考点：信道

信道
1、按照媒质的不同，信道可以分为两大类：无线信道和有线信道。
2、根据难距离、频率和位置的不同，电磁波的传播主要分为地波、天波（电离层反射波）和视线传播三种。
视线传播：
频率 > 30 MHz
距离: 和天线高度有关
 
  式中，D – 收发天线间距离(km)。
[例] 若要求D = 50 km，则由式(4.1-3)
 
3、多径效应：信号经过几条路径到达接收端，而且每条路径的长度（时延）和衰减都随时间而变，即存在多径传播现象。多径传播对信号的影响称为多径效应。
4、信号包络因传播有了起伏的现象成为衰落；多径效应引起的衰落成为快衰落，由季节天气引起的衰落成为慢衰落。
5、衰落和频率相关，称其为频率选择性衰落，将（1/τ）HZ称为次两条路径的相关带宽。
6、为使信号基本不受多径传播的影响，要求信号的带宽小于多径信道的相关带宽（1/τm）。
 
7、连续信道容量
(1)可以证明
式中 Ct －信道的容量
S － 信号平均功率 （W）；
 N － 噪声功率（W）；
 B － 带宽（Hz）。
设噪声单边功率谱密度为n0，则N = n0B；
故上式可以改写成：
由上式可见，连续信道的容量Ct和信道带宽B、信号功率S及噪声功率谱密度n0三个因素有关。
(2)当S↑或N↓，S/N↑, Ct↑
 
当S  ，或n0  0时S/N ，Ct  。
 
B↑,Ct↑但是，当B  时，Ct将趋向何值？
令：x = S / n0B，上式可以改写为：  
利用关系式       
上式变为
 上式表明，当给定S / n0时，若带宽B趋于无穷大，信道容量不会趋于无限大，而只是S / n0的1.44倍。这是因为当带宽B增大时，噪声功率也随之增大。
  （3）Ct和带宽B的关系曲线：
 
上式还可以改写成如下形式：
 
式中 Eb －每比特能量；
Tb = 1/B － 每比特持续时间。
上式表明，为了得到给定的信道容量Ct，可以增大带宽B以换取Eb的减小；另一方面，在接收功率受限的情况下，由于Eb = STb，可以增大Tb以减小S来保持Eb和Ct不变。
【例4.6.2】已知黑白电视图像信号每帧有30万个像素；每个像素有8个亮度电平；各电平独立地以等概率出现；图像每秒发送25帧。若要求接收图像信噪比达到30dB，试求所需传输带宽。
 【解】因为每个像素独立地以等概率取8个亮度电平，故每个像素的信息量为
Ip = -log2(1/ 8) = 3  (b/pix) (4.6-18)
并且每帧图像的信息量为
IF = 300,000  3 = 900,000    (b/F) (4.6-19)
因为每秒传输25帧图像，所以要求传输速率为
Rb = 900,000  25 = 22,500,000 = 22.5  10^6  (b/s)    (4.6-20)
信道的容量Ct必须不小于此Rb值。将上述数值代入式：
得到 22.5  106 = B log2 (1 + 1000)  9.97  B
最后得出所需带宽
B = (22.5  106) / 9.97  2.26   (MHz)