几种常用信道特征及通信频带划分

 姓名：丁英琦

 学号：17101223408

【嵌牛导读】本文介绍了几种常用信道特征及通信频带的划分

【嵌牛鼻子】常用信道特征 通信频带划分

【嵌牛提问】常用信道特征有哪些？通信频带是怎样划分的？

【嵌牛正文】

一、 几种常用信道特征

信道可分为有线信道和无线信道。

有线信道：如双绞线、电缆、光纤、波导等；

无线信道：自由空间提供的各种频段或波长的电磁波传播通道。

信号在信道内传输，会受到来自信道的各种各样的干扰。干扰大体分为4类：

1．无线电干扰

来自各种无线发射机。其特点是频率范围宽，几乎覆盖全部使用频段。但对于特定电台的频率一般是固定的，因此可以进行防护。另外由于无线电频率管理较为完善，可以将此种干扰限制在最小限度。

2．工业干扰

来源于各种电气设备，如电机、电力线、电源开关、电点火（如汽车点火）装置等。此类干扰一般在较低频率范围，如汽车点火干扰在几十兆赫范围内。采用屏蔽与考究的滤波措施，在很大程度上可避开工业干扰。

3．天电干扰

来自于雷电、磁暴、太阳黑子以及宇宙射线等，它们与季节、气候变化关系较大。不同地区也有很大不同，如赤道附近及两极地区严重。太阳黑子发生变动（约11年一个周期）的年份，天电干扰加大，有时长时间中断短波通信。

4．内部干扰

来自信道内部各种电子器件电阻、天线以及传输线等。在这些电子设备中的分子或电子的随机热运动，形成所谓起伏噪声，对于通信信号产生加性干扰。本书涉及的各类通信系统，主要是这种噪声，称为热噪声，从机理上它是高斯型统计特征，是通信系统干扰的重要因素。

通信常用的信道类型主要有4类：

1、电话信道

电话信道一般是指庞大的公用交换电话网（PSTN）所提供的基于传统模拟电话或低速数据传输的信道。通信信道的构成多半通过用户终端到本地交换机（节点），再到另一个用户建立的呼叫链路，一旦通话（即呼叫）结束，便及时拆断该链路。电话信道一般属于限带为300~3400Hz的线性系统。当用于数据传输时，需在用户端均加入调制/解调器（Modem），并利用600~3000Hz频响较平坦的频段传输已调波。目前从用户到节点（交换机）的用户线，可以增设宽带Modem（如ADSL），可在数公里内通信带宽扩展到2~6MHz，支持宽带上网和多媒体业务。

2、光纤

光纤是将电信号变为光信号（电/光转换）后进行光信号传输的物理媒体。光缆是由包层覆盖光纤芯线而构成。光信号是以电磁场形式在光纤芯中传播。光纤自20世纪70年代投用后，很快显示出很多突出的优点，诸如，它带宽极宽（2×1014Hz以上），通过目前可达到的技术—密集波分复用（DWDM），一条光纤中可以支持1600Gb/s的传输速率；实验表明，基于单波160Gb/s速率的1024个波，可达约160Tb/s的点到点传输流量（1Tb/s＝1012b/s）；光纤传输损耗极低，小于0.2dB/km，不受电磁干扰，重量极轻（一条光纤芯27g/km），抗弯曲，耐湿热和腐蚀，敷设方便、灵活，可架设到电杆上，光纤价格极低，目前国内生产供大于求。

3、移动无线信道

移动无线通信起初是为了延伸电信网的覆盖范围和通信能力而逐步发展起来的。迄今，移动网的发展令人惊异，已从城市扩展到乡村与边远地区。截止2009年5月，我国的移动用户数已达6.87亿，为传统的固定电话（PSTN）用户数的2倍。下一代的移动通信将以宽带方式接入，并与现行GSM系统相比，传输速率增加几十倍、上百倍，可支持多媒体业务，并广泛实施个人通信系统（PCS）。

移动通信以蜂窝方式组网，信道具有多径衰落与时变特征。目前GSM移动通信利用900/1800MHz频段，双向频谱为2×25MHz，各提供125个载波，每载波包括8个时分多址（TDMA）信道。于是各载波200kHz带宽，包含8个25kHz信道，用户数字电话速率为13kb/s，具有高纠错能力的差错保护位时，净速率高达9.8kb/s。移动网在每个蜂窝小区设有一个基站，转发小区内多达上千个用户同时通信。移动通信每个信道的辐射功率应控制在它的25kHz带宽内，带外辐射衰减应至少为-40dB，优质系统应达-70dB，才不至于明显干扰相邻话路。隔离1至2个小区可以重复利用频率，因此整个移动网可支持极大量用户相互通信。通过越区切换和跨网漫游可以实现全国性、世界范围内的移动通信。

4、卫星信道

卫星信道是一种特殊的无线信道。在地球赤道上空35978km（近似称3.6万公里）均匀分布着三个同步卫星，就可以通过它们的转发器（Transponders）使地球上任两处的地球站间进行通信。自60年代初（1962年）问世以来，至今稳定使用的上行6GHz、下行4GHz频点的系统，总带宽500MHz，并提供带宽各为36MHz的12个转发器，各又能容纳1200路数字电话或25~150个窄带会议电视。一个转发器可支持五、六个HDTV（高清晰度数字电视）。由于跨洋卫星通信（如中美两国间）需经由两个卫星的转发器与双方地球站沟通信息，因此远达15万km的距离，通信延迟则高达将近0.5秒，双方对话均有明显延时的感觉。目前国内卫星通信已开办大量业务，如卫星电视节目、远程教育等。

二、通信频段划分

为了合理使用频率资源，各地区各种通信之间不致相互干扰，尽量节省频带，且满足有效性与可靠性传输的要求，国际电信联盟（ITU）科学地分配了整个通信频段，如表1所示。 表1 通信频段划分

频段/Hz名称典型应用

3～30极低频（ELF）远程导航、水下通信

30～300超低频（SLF）水下通信

300～3000特低频（ULF）或音频（VF）数据终端、实线电话

3k～30k甚低频（VLF）远程导航、水下通信、声纳

30k～300k低频（LF）导航、电力通信

300k～3000k中频（MF）广播、海事通信、测向、险遇求救、海岸警卫

3M～30M高频（HF）远程广播、电报、电话、传真、搜寻救生、飞机与船只间通信、船－岸通信、业余无线电

30M～300M甚高频（VHF）电视、调频广播、陆地交通、空中交通管制、出租汽车、警察、导航、飞机通信

0.3G～3G特高频（UHF）电视、蜂窝网、微波链路、无线电探空仪、导航、卫星通信、gps、监视雷达、无线电高度仪

3G～30G超高频（SHF）卫星通信、无线电高度仪、微波链路、机载雷达、气象雷达、公用陆地移动通信

30G～300G极高频（EHF）雷达着陆系统、卫星通信、移动通信、铁路业务

300G～3T亚毫米波（0.1mm～1mm）未划分，实验用

43T～430T红外（7μm～0.7μm）光通信系统

430T～750T可见光（0.7μm～0.4μm）光通信系统

信道带宽和信号带宽的区别：

一、表示的对象不同

信道带宽表示信道能够达到的最大数据速率

信号带宽表示信号频谱图可以观察到一个信号所包含的频率成分。

二、计算的方法不同

信道带宽计算方法为信道能够通过的最高频率与信道能够通过的最低频率之差。

信号带宽计算方法为谐波的最高频率与最低频率之差。

三、单位不同

信道带宽的单位是每秒比特，简写为bps或b/s。

信号带宽的单位为单位为dB。

四、作用不同

信道带宽决定了信道中能不失真的传输脉序列的最高速率。

信号带宽是为了观察一个信号所包含的频率成分。

参考资料来源：百度百科——信道带宽

百度百科——信号带宽

问题一：信道带宽和信号带宽有什么区别？ 1、信号带宽：

一个信号，可以分解为一系列不同频率正余炫函数的加权和，正如高等数学里学到的 傅立叶级数。

带宽，就是那些对应的加权非零部分对应的三角函数的频率宽度。

信号频谱的宽度，也就是信号的最高频率分量与最低频率分量之差，譬如，比如我们学过的sin(x)函数，就是一个信号，sin(x)本省就是一个三角函数，所以其若用傅立叶级数表示，加权非零部分就是该信号本身。其对应的信号的带宽就是1HZ.（因其只有一个频率）。

再譬如：

一个由数个正弦波叠加成的方波信号，其最低频率分量是其基频，假定为 f =2kHz，其最高频率分量是其 7 次谐波频率，即 7f =7×2=14kHz，因此该信号带宽为 7f - f =14-2=12kHz。通常我们得到的信号，都是一个近视随机信号，其最低频率分量为0，最高频率分量能达到很高！

2、信道带宽：

则限定了允许通过该信道的信号下限频率和上限频率，也就是限定了一个频率通带。比如一个信道允许的通带为 1.5kHz至 15kHz，其带宽为 13.5kHz，上面这个方波信号的所有频率成分当然能从该信道通过，如果不考虑衰减、时延以及噪声等因素，通过此信道的该信号会毫不失真。同样，只要最低频率分量和最高频率分量都在该频率范围内的任意复合信号都能通过该信道。此外，频率为 1.5kHz、4kHz、6kHz、9kHz、12kHz，15kHz 以及任意在该频带范围内的各种单频波也可以通过该信道。然而，如果一个基频为 1kHz 的方波，通过该信道肯定失真会很严重；方波信号若基频为 2kHz，但最高谐波频率为 18kHz，带宽超出了信道带宽，其 9次谐波会被信道滤除，通过该信道接收到的方波没有发送的质量好；那么，如果方波信号基频为 500Hz，最高频率分量是 11 次谐波的频率为 5.5kHz，其带宽只需要 5kHz，远小于信道带宽，是否就能很好地通过该信道呢？其实，该信号在信道上传输时，基频被滤掉了，仅各次谐波能够通过，信号波形一定是不堪入目的

问题二：信道带宽和数据传输速率的关系是什么？ 数据传输速率的定义数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标之一。数据传输速率在数值上等于每秒种传输构成数据代码的二进制比特数，单位为比特/秒(bit/second)，记作bps。对于二进制数据，数据传输速率为：S=1/T(bps)其中，T为发送每一比特所需要的时间。例如，如果在通信信道上发送一比特0、1信号所需要的时间是0.001ms，那么信道的数据传输速率为1 000 000bps。在实际应用中，常用的数据传输速率单位有：kbps、Mbps和Gbps。其中：1kbps＝103bps 1Mbps＝106kbps 1Gbps＝109bps信号传输速率也称码元率、调制速率或波特率，表示单位时间内通过信道传输的码元个数，单位记做BAND带宽 :信道可以不失真地传输信号的频率范围。为不同应用而设计的传输媒体具有不同的信道质量，所支持的带宽有所不同。信道容量:信道在单位时间内可以传输的最大信号量，表示信道的传输能力。信道容量有时也表示为单位时间内可传输的二进制位的位数（称信道的数据传输速率，位速率），以位/秒（b/s）形式予以表示，简记为bps。数据传输率:信道在单位时间内可以传输的最大比特数。信道容量和信道带宽具有正比的关系：带宽越大，容量越大。局域网带宽（传输速率）：10Mbps、100Mbps、1000Mbps；广域网带宽（传输速率）：64Kbps、2Mbps、155Mbps、2.5Gbps等等。

问题三：路由器信道带宽有什么区别 路由器信道带宽表示一个信道能够传输的最大的带宽，一般有20及40MHz，对应的速率一般为150M及300M。

问题四：信道带宽和信道容量的区别是什么？ 10分 信道带宽

模拟信道：

模拟信道的带宽 W=f2-f1 其中f1是信道能够通过的最低频率，f2是信道能够通过的最高频率，两者都是由信道的物理特性决定的。当组成信道的电路制成了，信道的带宽就决定了。为了是信号的传输的失真小些，信道要有足够的带宽。

数字信道：

数字信道是一种离散信道，它只能传送离散值的数字信号，信道的带宽决定了信道中能不失真的传输脉序列的最高速率。

一个数字脉冲称为一个码元，我们用码元速率表示单位时间内信号波形的变换次数，即单位时间内通过信道传输的码元个数。若信号码元宽度为T秒，则码元速率B=1/T。码元速率的单位叫波特(Baud)，所以码元速率也叫波特率。早在1924年，贝尔实验室的研究员亨利・尼奎斯特就推导出了有限带宽无噪声信道的极限波特率，称为尼奎斯特定理。若信道带宽为W，则尼奎斯特定理指出最大码元速率为B=2W(Baud)尼奎斯特定理指定的信道容量也叫尼奎斯特极限，这是由信道的物理特性决定的。超过尼奎斯特极限传送脉冲信号是不可能的，所以要进一步提高波特率必须改善信道带宽。

码元携带的信息量由码元取的离散值个数决定。若码元取两个离散值，则一个码元携带1比特(bit)信息。若码元可取四种离散值，则一个码元携带2比特信息。总之一个码元携带的信息量n(bit)与码元的种类数N有如下关系:n=log2N

单位时间内在信道上传送的信息量(比特数)称为数据速率。在一定的波特率下提高速率的途径是用一个码元表示更多的比特数。如果把两比特编码为一个码元，则数据速率可成倍提高。我们有公式:

R=B log2N=2W log2N(b/s)

其中R表示数据速率，单位是每秒比特，简写为bps或b/s

数据速率和波特率是两个不同的概念。仅当码元取两个离散值时两者才相等。对于普通电话线路，带宽为3000HZ，最高波特率为6000Baud。而最高数据速率可随编码方式的不同而取不同的值。这些都是在无噪声的理想情况下的极限值。实际信道会受到各种噪声的干扰，因而远远达不到按尼奎斯特定理计算出的数据传送速率。香农(shannon)的研究表明，有噪声的极限数据速率可由下面的公式计算：

C =W log2（1+s/n）

这个公式叫做香农定理，其中W为信道带宽，S为信号的平均功率，N为噪声的平均功率，s/n叫做信噪比。由于在实际使用中S与N的比值太大，故常取其分贝数(db)。分贝与信噪比的关系为 : db=10log10s/n

例如当s/n为1000，信噪比为30db。这个公式与信号取的离散值无关，也就是说无论用什么方式调制，只要给定了信噪比，则单位时间内最大的信息传输量就确定了。例如信道带宽为3000HZ，信噪比为30db，则最大数据速率为

C=3000log（1+1000）≈3000×9.97≈30000b/s

这是极限值，只有理论上的意义。实际上在3000HZ带宽的电话线上数据速率能达到9600b/s就很不错了。

综上所述，我们有两种带宽的概念，在模拟信道，带宽按照公式W=f2-f1 计算，例如CATV电缆的带宽为600HZ或1000HZ；数字信道的带宽为信道能够达到的最大数据速率，例如以太网的带宽为10MB/S或100MB/S，两者可通过香农定理互相转换。

信道容量

定义：在特定约束下，给定信道从规定的源发送消息的能力的度量。通常是在采用适当的代码，且差错率在可接受范围的条件下，以所能达到的最大......>>

问题五：信道带宽是什么意思？我要选哪个？求解答 这个无所谓，自动，20，40，都可以的，一般选最底下的20/40.

问题六：什么是信号的有效带宽？什么是信道的有效带宽 数据传输速率的定义 数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标之一。数据传输速率在数值上等于每秒种传输构成数据代码的二进制比特数，单位为比特/秒(bit/second)，记作bps。对于二进制数据，数据传输速率为：S=1/T(bps) 其中，T为发送每一比特所需要的时间。例如，如果在通信信道上发送一比特0、1信号所需要的时间是0.001ms，那么信道的数据传输速率为1 000 000bps。 在实际应用中，常用的数据传输速率单位有：kbps、Mbps和Gbps。其中： 1kbps＝103bps 1Mbps＝106kbps 1Gbps＝109bps 带宽与数据传输速率 在现代网络技术中，人们总是以“带宽”来表示信道的数据传输速率，“带宽”与“速率”几乎成了同义词。信道带宽与数据传输速率的关系可以奈奎斯特(Nyquist)准则与香农(Shanon)定律描述。 奈奎斯特准则指出：如果间隔为π/ω(ω=2πf),通过理想通信信道传输窄脉冲信号，则前后码元之间不产生相互窜扰。因此，对于二进制数据信号的最大数据传输速率Rmax与通信信道带宽B（B=f,单位Hz)的关系可以写为： Rmax＝2.f(bps) 对于二进制数据若信道带宽B=f=3000Hz，则最大数据传输速率为6000bps。 奈奎斯特定理描述了有限带宽、无噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽的关系。香农定理则描述了有限带宽、有随机热噪声信道的最大传输速率与信道带宽、信噪比之间的关系。 香农定理指出：在有随机热噪声的信道上传输数据信号时，数据传输速率Rmax与信道带宽B、信噪比S/N的关系为： Rmax＝B.log2(1+S/N) 式中，Rmax单位为bps,带宽B单位为Hz，信噪比S/N通常以dB（分贝）数表示。若S/N=30(dB),那么信噪比根据公式： S/N(dB)=10.lg(S/N) 可得，S/N＝1000。若带宽B=3000Hz，则Rmax≈30kbps。香农定律给出了一个有限带宽、有热噪声信道的最大数据传输速率的极限值。它表示对于带宽只有3000Hz的通信信道，信噪比在30db时，无论数据采用二进制或更多的离散电平值表示，都不能用越过0kbps的速率传输数据。 因此通信信道最大传输速率与信道带宽之间存在着明确的关系，所以人们可以用“带宽”去取代“速率”。例如，人们常把网络的“高数据传输速率”用网络的“高带宽”去表述。因此“带宽”与“速率”在网络技术的讨论中几乎成了同义词。 带宽：信号传输频率的最大值和最小值之差(Hz)。信道容量：单位时间内传输的最大码元数(Baud)，或单位时间内传输的最大二进制数(b/s)。数据传输速率：每秒钟传输的二进制数(b/s)。 带宽 :信道可以不失真地传输信号的频率范围。为不同应用而设计的传输媒体具有不同的信道质量，所支持的带宽有所不同。 信道容量:信道在单位时间内可以传输的最大信号量，表示信道的传输能力。信道容量有时也表示为单位时间内可传输的二进制位的位数（称信道的数据传输速率，位速率），以位/秒（b/s）形式予以表示，简记为bps。 数据传输率:信道在单位时间内可以传输的最大比特数。信道容量和信道带宽具有正比的关系：带宽越大，容量越大。(这句话是说,信道容量只是在受信噪比影响的情况下的信息传输速率)低通信道： 任何实际的信道带宽都是有限的，在传输信号时带来的各种失真以及存在的多种干扰，使得信道上的码元传输速率......>>

问题七：传输的速率与信道带宽之间的关系是什么？什么是低通信 数据传输速率的定义

数据传输速率是描述数据传输系统的重要技术指标之一。数据传输速率在数值上等于每秒种传输构成数据代码的二进制比特数，单位为比特/秒(bit/second)，记作bps。对于二进制数据，数据传输速率为：S=1/T(bps)

其中，T为发送每一比特所需要的时间。例如，如果在通信信道上发送一比特0、1信号所需要的时间是0.001ms，那么信道的数据传输速率为1

000 000bps。

在实际应用中，常用的数据传输速率单位有：kbps、Mbps和Gbps。其中：

1kbps＝103bps 1Mbps＝106kbps 1Gbps＝109bps

带宽与数据传输速率

在现代网络技术中，人们总是以“带宽”来表示信道的数据传输速率，“带宽”与“速率”几乎成了同义词。信道带宽与数据传输速率的关系可以奈奎斯特(Nyquist)准则与香农(Shanon)定律描述。

奈奎斯特准则指出：如果间隔为π/ω(ω=2πf),通过理想通信信道传输窄脉冲信号，则前后码元之间不产生相互窜扰。因此，对于二进制数据信号的最大数据传输速率Rmax与通信信道带宽B（B=f,单位Hz)的关系可以写为：

Rmax＝2.f(bps)

对于二进制数据若信道带宽B=f=3000Hz，则最大数据传输速率为6000bps。

奈奎斯特定理描述了有限带宽、无噪声信道的最大数据传输速率与信道带宽的关系。香农定理则描述了有限带宽、有随机热噪声信道的最大传输速率与信道带宽、信噪比之间的关系。

香农定理指出：在有随机热噪声的信道上传输数据信号时，数据传输速率Rmax与信道带宽B、信噪比S/N的关系为：

Rmax＝B.log2(1+S/N)

式中，Rmax单位为bps,带宽B单位为Hz，信噪比S/N通常以dB（分贝）数表示。若S/N=30(dB),那么信噪比根据公式：

S/N(dB)=10.lg(S/N)

可得，S/N＝1000。若带宽B=3000Hz，则Rmax≈30kbps。香农定律给出了一个有限带宽、有热噪声信道的最大数据传输速率的极限值。它表示对于带宽只有3000Hz的通信信道，信噪比在30db时，无论数据采用二进制或更多的离散电平值表示，都不能用越过0kbps的速率传输数据。

因此通信信道最大传输速率与信道带宽之间存在着明确的关系，所以人们可以用“带宽”去取代“速率”。例如，人们常把网络的“高数据传输速率”用网络的“高带宽”去表述。因此“带宽”与“速率”在网络技术的讨论中几乎成了同义词。

带宽：信号传输频率的最大值和最小值之差(Hz)。信道容量：单位时间内传输的最大码元数(Baud)，或单位时间内传输的最大二进制数(b/s)。数据传输速率：每秒钟传输的二进制数(b/s)。

带宽 :信道可以不失真地传输信号的频率范围。为不同应用而设计的传输媒体具有不同的信道质量，所支持的带宽有所不同。

信道容量:信道在单位时间内可以传输的最大信号量，表示信道的传输能力。信道容量有时也表示为单位时间内可传输的二进制位的位数（称信道的数据传输速率，位速率），以位/秒（b/s）形式予以表示，简记为bps。

数据传输率:信道在单位时间内可以传输的最大比特数。信道容量和信道带宽具有正比的关系：带宽越大，容量越大。(这句话是说,信道容量只是在受信噪比影响的情况下的信息传输速率)低通信道：

任何实际的信道带宽都是有限的，在传输信号时带来的各种失真以及存在的多种干扰，使得信道上的码元传输速率......>>

问题八：讲解信道带宽的资料，带宽到底是什么意思 它所指的其实是数据传输率，譬如内存带宽、总线带宽、网络带宽等等，都是以“字节/秒”为单位。我们不清楚从什么时候起这些数据传输率的概念被称为“带宽”

它指的是网络信号可使用的最高频率与最低频率之差、或者说是“频带的宽度”，也就是所谓的“Bandwidth”、“信道带宽”――这也是最严谨的技术定义。

1字节(Byte） = 8位(bit)

一般说的1M或2M就是指的bit，

1M的理论最大下载速度也就128KB／S

4M带宽的电信网络理论最大上传速度都是512kb/s，即64KB/s。

问题九：设备设置中的无限带宽和无线信道是什么意思？ 通信网络

问题十：信道带宽的单位是什么，带宽大小于什么有关系 您好，

信号带宽和信道带宽的单位都是Hz

因为无线资源频谱管制，实际发送信号的时候是在允许的一个下限频率和上限频率范围内，这就是定好的信道带宽，如果信号带宽比信道带宽大，那么就会失真。

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