Page 79 - 计算机技术与人工智能

第四章 计算机网络通信技术

LOS光通信。到目前为止，这些频段已经用于实验通信系统，例如，卫星到卫星

的通信链路。
4.水声信道
在过去的几十年中，海洋探险活动不断增多，与这种增多相关的是对传输数
据的需求。数据是由位于水下的传感器传送到海洋表面的，从那里可能将数据经

由卫星转发给数据采集中心。
除极低频率外，电磁波在水下不能长距离传播。在低频率的信号传输受到限
制，因为它需要强大功率的发送机。电磁波在水下的衰减可以用表面深度来表

示，它是信号衰减1/e的距离。对于海水，表面深度δ=250/ ，其中f以Hz为单
位，δ以m为单位。例如，在10kHz上，表面深度是2.5m，声信号能在几十甚至
几百千米距离上传播。
水声信道可以表征为多径信道，这是由于海洋表面和底部对信号反射的缘

故。因为波的运动，信号多径分量的传播延迟是时变的，这就导致了信号的衰
落。此外，还存在与频率相关的衰减，它与信号频率的平方近似成正比。声音
速度通常大约为1500m/s，实际值将在正常值上下变化，这取决于信号传播的

深度。
海洋背景噪声是由虾、鱼和各种哺乳动物引起的。在靠近港口处，除了海洋
背景噪声外，也有人为噪声。尽管有这些不利的环境，还是可能设计并实现有效

的且高可靠性的水声通信系统，以长距离地传输数字信号。
5.存储信道
信息存储和恢复系统构成了日常数据处理工作的非常重要的部分。磁带（包

括数字的声带和录像带），用来存储大量计算机数据的磁盘，用作计算机数据存
储器的光盘，以及只读光盘都是数据存储系统的例子，它们可以表征为通信信
道。在磁带、磁盘或光盘上存储数据的过程，等效于在电话或在无线信道上发送
数据。回读过程以及在存储系统中恢复所存储的数据的信号处理，等效于在电话

和无线通信系统中恢复发送信号。
由电子元器件产生的加性噪声和来自邻近轨道的干扰一般会呈现在存储系统
的回读信号中，这正如电话或无线通信系统中的情况。

所能存储的数据量一般受到磁盘或磁带尺寸及密度（每平方英寸存储得比特
数）的限制，该密度是由写/读电系统和读写头确定的。例如，在磁盘存储系统

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