波形信道与通信信道分类

可以根据信道的物理传输媒介、信道的输入和输出信号的形式、信道的统计特性及信道用户的多少等来对信道进行分类。下面给出常用的信道分类。

（1）根据传输媒介的类型分类

图3.2是根据传输媒介对信道进行分类的示意图。其中，空气介质主要是按波长进行划分的，混合介质是指用物理介质的波导管或光纤引导与限制电磁波（光波）的传输。

（2）根据输入、输出随机信号的特点分类

1）离散信道：该信道的特征是输入随机变量和输出随机变量都取离散值。电报信道和数据信道等属于这一类。

2）连续信道：该信道的特征是输入随机变量和输出随机变量都取连续值。电视信道和电话信道等属于这一类。

图3.2 按传输媒介划分的信道

3）半离散半连续信道：该信道的特征是输入随机变量取离散值，而输出随机变量取连续值。连续信道的输入端前加上数字调制器后就是这类信道。

4）半连续半离散信道：该信道的特征是输入随机变量取连续值，而输出随机变量取离散值。连续信道的输出端后面加上数字解调器后就是这类信道。

5）波形信道：在连续信道中，如果输入和输出的随机变量在时间和幅度上均连续，则称为波形信道。

波形信道可以用随机过程来描述，一般可以将它分解为离散信道、时间或幅度之一上离散的连续信道、半离散半连续信道和半连续半离散信道来研究。

（3）根据输入、输出随机变量的个数分类

1）单符号信道：该信道的特征是输入端和输出端都只用一个随机变量来表示。

2）多符号信道（序列信道）：该信道的特征是输入端和输出端都用随机序列或随机矢量来表示。

（4）根据信道用户的多少（输入端和输出端的个数）分类

1）单用户信道（两端信道）：该信道的特征是只有一个输入端和一个输出端。注意，信息只能向一个方向传输，比如点对点的单向通信。

2）多用户信道（多端信道）：该信道的特征是至少有一段有两个以上的用户合用一个信道，可以双向通信。比如一般的通信网，由大量的用户分享通信资源。

在多用户信道中有两类特殊的信道：

①多元接入信道：多个不同信源的消息经过几个编码器编码后，送入同一信道传输。收信端只有一个译码器译出不同信源的消息送给不同的信宿。卫星通信系统中多个地面站与一个公共卫星通信的上行线路就是多元接入信道，如图3.3a所示。

②广播信道：它的特点是单一输入、多个输出。多个不同的信源的消息经过一个公共的编码器后，送入信道。而信道输出通过不同的译码器译出后送给不同的信宿。卫星与多个地面站的下行通信系统，可以看成是广播信道，如图3.3b所示。

（5）根据输入端和输出端的关联分类(www.xing528.com)

1）无反馈信道：信道输出端没有信号反馈到输入端，即输出端信号对输入端信号无影响、无作用。

2）有反馈信道：信道输出端的信号反馈到输入端，对输入端的信号起作用，影响输入端的后续信号的产生。

图3.3 卫星通信示意图

a）卫星通信的上行信道 b）卫星通信的下行信道

（6）根据信道参数与时间的关系分类

1）固定参数信道（恒参信道、平稳信道）：该信道的参数（统计特性）不随时间变化。例如，卫星通信信道在某种意义下可以近似为固定参数信道。

2）时变参数信道（随参信道、非平稳信道）：该信道的参数（统计特性）随时间变化。例如，短波通信信道一般会受到大气电离层影响，成为一种典型的时变参数信道。

（7）根据信道上有、无干扰分类

1）无干扰信道：不存在噪声和干扰，或者可以忽略的信道。

2）有干扰信道：存在噪声或干扰的信道，或者同时存在两者的信道。

（8）根据信道有、无记忆特性分类

1）无记忆信道：该信道的特征是信道的输出信号仅与当前信道的输入信号有关，而与过去信道的输入信号无关。

2）有记忆信道：该信道的特征是信道的输出信号不仅与当前信道的输入信号有关，还与过去信道的输入信号有关。如果信道输出信号仅与前面有限时间段上的输入信号有关时，就称为有限记忆信道。有限记忆信道的统计特性具有马尔可夫特性。码间串扰信道和衰落信道都是有限记忆信道。

图3.4 不同的信道划分

实际上，通信信道的划分是根据分析的目的进行的，是人为的。图3.4给出了信道不同的划分示意图。由于信号在不同的位置进行着不同的处理和转换，可以认为对应的信源和信宿是不一样的，所以可以得出不同的信道类型。图3.4中，C1～C4的意义分别如下：

C1是狭义的传输型信道，仅仅包含传输介质，在研究模拟通信或调制/解调理论时常引用它，为连续信道、调制信道。

C2是广义的传输型信道，可以包含传输介质、各种信号变换、编码和耦合装置等，在研究数字通信或编码和解码理论时常引用它，为离散信道、编码信道。

C3是一类半离散半连续信道，比如可以看作是数字解调前的信道。

C4是一类半连续半离散信道。