Page 76 - 计算机技术与人工智能

计算机技术与人工智能 Computer Technology and Artificial Intelligence

以是携带电信号的一对明线，或是在已调光波束上携带信息的光纤，或是信息以

声波形式传输的水下海洋信道，或是自由空间。携带信息的信号通过天线在其中
辐射传输。可被表征为通信信道的其他媒质是数据存储媒质，例如磁带、磁盘和
光盘。
在信号通过任何信道传输中一个共同的问题是加性噪声。一般地，加性噪声

是由通信系统内部的元器件所引发的，例如电阻和固态器件。有时将这种噪声称
为热噪声。其他噪声和干扰源也许是系统外面引起的，例如来自信道上其他用户
的干扰。当这样的噪声和干扰与期望信号占有同频带时，可通过对发送信号和接

收机中解调器的适当设计来使它们的影响降至最低。信号在信道上传输时，可能
会遇到的其他类型损伤有信号衰减、幅度和相位失真、多径失真等。
可以通过增加发送信号功率的方法使噪声的影响变小，然而，设备和其他实
际因素限制了发送信号的功率电平；另一个基本的限制是可用的信道带宽，带宽

的限制通常是由于媒质以及发送机和接收机中组成器件和部件的物理限制产生
的。这两种限制因素限制了在任何通信信道上能可靠传输的数据量，将在以后各
章中讨论这种情况。下面描述几种通信信道的重要特征。

1.有线信道
电话网络扩大了有线线路的应用，如话音信号传输以及数据和视频传输。双
绞线和同轴电缆是基本的导向电磁信道，它能提供比较适度的带宽，通常用来连

接用户和中心机房的电话线的带宽为几百千赫（kHz）。另一方面，同轴电缆的
可用带宽是几兆赫（MHz）。
信号在这样的信道上传输时，其幅度和相位都会发生失真，还会受到加性噪

声的恶化。双绞线信道还易受到来自物理邻近信道的串音干扰。因为有线信道上
通信在日常通信中占有相当大的比例，因此，人们对传输特性的表征以及对信号
传输时的幅度和相位失真的减缓方法做了大量研究。
2.光纤信道

光纤提供的信道带宽比同轴电缆信道大几个数量级。在过去的20年中，已
经研发出具有较低信号衰减的光缆，以及用于信号和信号检测的可靠性光子
器件。这些技术上的进展导致了光纤信道应用的快速发展，不仅应用在国内通

信系统中，也应用于跨大西洋和跨太平洋的通信中。由于光纤信道具有较大的
可用带宽，因此有可能使电话公司为用户提供宽系列电话业务，包括语音、数

64