В теории информации канал относится к теоретической модели канала с определенными характеристиками ошибок. В этом более общем представлении запоминающее устройство также является каналом связи, который может быть отправлен (записан) и получен (чтен) и позволяет передавать информационный сигнал во времени.
Примеры
Примеры каналов связи включают в себя:
Соединение между начальными и конечными точками связи телекоммуникационной цепи .
Путь передачи электрических или электромагнитных сигналов, обычно отличающийся от других параллельных путей.
Устройство хранения данных , которое может передавать сообщение с течением времени. [1]
Часть носителя информации, например дорожка или лента, доступная для данной станции или головки чтения или записи.
Буфер, из которого можно помещать и извлекать сообщения .
В системе связи — физическое или логическое соединение, соединяющее источник данных с приемником данных.
Конкретная радиочастота , пара или полоса частот, обычно обозначаемая буквой, цифрой или кодовым словом и часто выделяемая по международному соглашению, например:
Телевизионные каналы, такие как канал 2 североамериканского телевидения на частоте 55,25 МГц, канал 13 на частоте 211,25 МГц. Каждый канал имеет ширину 6 МГц. Это было основано на полосе пропускания, требуемой аналоговыми телевизионными сигналами. С 2006 года телевизионное вещание перешло на цифровую модуляцию ( цифровое телевидение ), которая использует сжатие изображения для передачи телевизионного сигнала в гораздо меньшей полосе пропускания, поэтому каждый из этих физических каналов был разделен на несколько виртуальных каналов, каждый из которых несет канал DTV.
Оригинальный Wi-Fi использует 13 каналов в диапазонах ISM от 2412 МГц до 2484 МГц с шагом 5 МГц.
Радиоканал между ретранслятором любительского радио и оператором любительского радио использует две частоты, часто с разницей в 600 кГц (0,6 МГц). Например, ретранслятор, передающий на частоте 146,94 МГц, обычно слушает радиолюбителя, передающего на частоте 146,34 МГц.
Все эти каналы связи имеют общее свойство: они передают информацию. Информация передается по каналу с помощью сигнала .
Модели каналов
Математические модели канала могут быть созданы для описания того, как вход (передаваемый сигнал) отображается на выход (принимаемый сигнал). Существует много типов и применений моделей канала, специфичных для области связи. В частности, отдельные модели формулируются для описания каждого слоя системы связи.
Канал можно смоделировать физически, попытавшись рассчитать физические процессы, которые изменяют передаваемый сигнал. Например, в беспроводной связи канал можно смоделировать, вычислив отражение от каждого объекта в окружающей среде. Последовательность случайных чисел также может быть добавлена для имитации внешних помех или электронного шума в приемнике.
Статистически канал связи обычно моделируется как кортеж , состоящий из входного алфавита, выходного алфавита и для каждой пары (i, o) входных и выходных элементов, вероятности перехода p(i, o) . Семантически вероятность перехода — это вероятность того, что символ o будет получен, учитывая, что i был передан по каналу.
Статистическое и физическое моделирование можно объединить. Например, в беспроводной связи канал часто моделируется случайным затуханием (известным как замирание ) передаваемого сигнала, за которым следует аддитивный шум. Член затухания является упрощением основных физических процессов и фиксирует изменение мощности сигнала в ходе передачи. Шум в модели фиксирует внешние помехи или электронный шум в приемнике. Если член затухания является сложным, он также описывает относительное время, необходимое сигналу для прохождения через канал. Статистические свойства затухания в модели определяются предыдущими измерениями или физическим моделированием.
Каналы связи также изучаются в схемах модуляции дискретного алфавита . Математическая модель состоит из вероятности перехода, которая определяет выходное распределение для каждой возможной последовательности входов канала. В теории информации принято начинать с каналов без памяти, в которых выходное распределение вероятностей зависит только от текущего входного сигнала канала.
Модели трассировки лучей , которые пытаются моделировать распространение сигнала и искажения для заданных геометрий передатчика-приемника, типов рельефа и антенн.
Граф распространения моделирует дисперсию сигнала, представляя среду распространения радиоволн в виде графика.
Многотерминальные каналы, применяемые в сотовых системах
В сетях, в отличие от связи точка-точка , среда связи может быть разделена между несколькими конечными точками связи (терминалами). В зависимости от типа связи различные терминалы могут сотрудничать или мешать друг другу. В общем, любая сложная многотерминальная сеть может рассматриваться как комбинация упрощенных многотерминальных каналов. Следующие каналы являются основными многотерминальными каналами, впервые введенными в области теории информации [ требуется ссылка ] :
Канал «точка-многоточка» , также известный как среда вещания (не путать с каналом вещания): в этом канале один отправитель передает несколько сообщений разным узлам назначения. Все беспроводные каналы, за исключением направленных каналов, можно рассматривать как среду вещания, но они не всегда могут предоставлять услуги вещания. Нисходящий канал сотовой системы можно рассматривать как канал «точка-многоточка», если рассматривать только одну ячейку и пренебрегать межячеечными помехами внутри канала. Однако услуга связи телефонного звонка является одноадресной .
Канал ретрансляции : в этом канале один или несколько промежуточных узлов (называемых узлами ретрансляции, повторителями или узлами -заполнителями пауз ) взаимодействуют с отправителем для отправки сообщения конечному узлу назначения.
Канал помех : в этом канале два разных отправителя передают свои данные в разные узлы назначения. Следовательно, разные отправители могут иметь возможные перекрестные помехи или помехи внутри канала на сигнале друг друга. Межсотовые помехи в сотовой беспроводной связи являются примером канала помех. В системах с расширенным спектром, таких как 3G, помехи также возникают внутри ячейки, если используются неортогональные коды.
Канал unicast — это канал, который предоставляет услугу unicast, т.е. отправляет данные, адресованные одному конкретному пользователю. Примером может служить установленный телефонный звонок.
Канал вещания — это канал, который предоставляет услугу вещания, т. е. отправляет данные, адресованные всем пользователям в сети. Примерами сотовой сети являются пейджинговая служба, а также служба Multimedia Broadcast Multicast .
Канал многоадресной рассылки — это канал, в котором данные адресованы группе подписчиков. Примерами LTE являются физический канал многоадресной рассылки (PMCH) и одночастотная сеть многоадресной рассылки (MBSFN).
Ссылки
^ Мэдхоу, У. (2014). Введение в системы связи. Cambridge University Press. стр. 1. ISBN 9781316060865.
