恒参信道及其特性

模块2恒参信道及其特性（ZY3200102002）【模块描述】本模块介绍了恒参信道及其特性，包含几种恒参信道及其特性、均衡的基本概念。通过概念介绍、图形讲解，掌握恒参信道的特性及其对信号传输的影响。【正文】恒参信道是指由电缆、光导纤维、人造卫星、中长波地波传播、超短波及微波视距传播等传输媒质构成的信道。一、有线电信道1．对称电缆对称电缆是指在同一保护套内有许多对相互绝缘的双导线的传输媒质。导线材料主要是铜或铝，直径为0.4～1.4mm。为了减小各线对之间的干扰，每一对线都拧成扭绞状。对称电缆的传输损耗相对较大但其传输特性比较稳定。2．同轴电缆如图ZY3200102002-1所示。同轴电缆由同轴的两个导体构成，外导体是一个圆柱形的空管，在可弯曲的同轴电缆中，它可以由金属丝编织而成。内导体是金属线。它们之间填充着塑料或空气等介质。图ZY3200102002-1同轴电缆的基本结构二、光纤信道光纤信道是以光导纤维（简称光纤）为传输媒质、以光波为载波的信道。它能够实现大容量的传输。光纤具有损耗低、频带宽、线径细、重量轻、可弯曲半径小、不怕腐蚀以及不受电磁干扰等优点。三、无线电视距中继无线电视距中继是指工作频率在超短波和微波波段时，电磁波基本上是沿视线传播，通信距离依靠中继方式延伸的无线电电路。相邻中继站之间的距离一般在40～50公里。图ZY3200102002-2无线电中继信道图ZY3200102002-5卫星中继信道无线电中继信道的构成如图ZY3200102002-2所示。它由终端站、中继站及各站间的电波传播路径构成。具有传输容量大、发射功率小、通信稳定可靠等优点。主要用于长途干线、移动通信网以及某些数据收集系统。四、卫星中继信道保护层外导体绝缘层内导体卫星中继信道是无线电中继信道的一种特殊形式。它是航天技术与通信技术相结合的产物。卫星中继信道由通信卫星、地球站、上行线路及下行线路构成。其中上行线路与下线线路是地球站至卫星及卫星至地球站的电波传播路径，而信道设备集中于地球站与卫星中继站中。它具有传输距离远、覆盖地域广、传播稳定可靠、传输容量大等优点。广泛用于传输多路电话、电报、数据和电视。五、恒参信道特性及其对信号传输的影响恒参信道对信号传输的影响是相对确定的或者变化是极其缓慢的，可以认为恒参信道是一个线性非时变网络。传输特性通常用幅度-频率特性及相位-频率特性来表征。下面以有线电音频信道为例，简要说明上述两个特征。1．幅度-频率畸变幅度-频率畸变是由有线电话信道的幅度-频率特性的不理想所引起的。在通常的电话信道中可能存在各种滤波器，还可能有混合线圈、串联电容和分路电感等。因此，电话信道的幅度-频率特性总是不理想的。通常在300～1100Hz范围内衰耗比较平坦。图ZY3200102002-6音频电话信道的相对衰耗不均匀衰耗使得传输信号的幅度随频率发生畸变，引起信号波形的失真。如果传输的是数字信号，还会引起相邻码元波形在时间上的相互重叠，造成码间串扰。在设计电话信道时，一般要求将幅度-频率畸变控制在一个允许的范围，通过改善信道的滤波性能或者增加一个线性补偿网络达到均衡目的。2．相位-频率畸变相位-频率畸变是指信道的相位-频率特性偏离线性关系而引起的畸变。电话信道的相位-频率畸变主要来源于信道中的各种滤波器和加感线圈。相位-频率畸变对模拟话音的通信影响不大，主要表现在对数字信号传输的影响上，当传输速率高时，会引起严重的码间串扰。六、均衡的概念实际的基带传输系统不可能完全满足无码间串扰传输条件，因而码间串扰是不可避免的。当串扰严重时，必须对系统的传输函数进行校正，使其达到或接近无码间串扰要求的特性。理论和实践表明，在基带系统中插入一种可调（或不可调）滤波器就可以补偿整个系统的幅频和相频特性，从而减小码间串扰的影响。这个对系统校正的过程称为均衡，实现均衡的滤波器称为均衡器。均衡分为频域均衡和时域均衡。频域均衡是从频率响应考虑，使包括均衡器在内的整个系统的总传输函数满足无失真传输条件。而时域均衡，则是直接从时间响应考虑，使包括均衡器在内的整个系统的冲激响应满足无码间串扰条件。频域均衡在信道特性不变且传输低速率数据时是适用的，而时域均衡可以根据信道特性的变化进行调整，能够有效地减小码间串扰，故在高速数据传输中得以广泛应用。【思考与练习】1．恒参信道的传输媒介包括哪些？2．有线电音频信道中引起幅度-频率畸变和相位-频率畸变的原因是什么？3．什么是均衡器？它有什么作用？