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第 6 章 离散信道及其容量 北京邮电大学 信息与通信工程学院 第4章 离散信道及其容量 ★信道是信号的传输媒介，是传送信息 的物理通道。 ★研究信道的目的主要是为了解决信息 如何有效、可靠地传输的问题。 ★本章重点解决某些特殊信道容量的计 算问题。 本章主要内容 ★ 概述 ★ 单符号离散信道及其容量 ★ 级联信道及其容量 ★ 多维矢量信道及其容量 ★ 信道容量的迭代计算 §6.1 概述 ★ 信道的分类 ★ 离散信道的数学模型 ★ 信道容量的定义 §6.1.1 信道的分类 ★ 数字通信系统的基本模型 ★ 依据不同的条件，不同模块之间的通道可以 划分为不同的信道 A B C 信源 编码器 数字调制器 连续信道 噪声 信宿 A＇ 译码器 B＇ 数字解调器 C＇ §6.1.1 信道的分类 ★ 按输入、输出集合的取值分类 ★ 按输入、输出集合的个数分类 ★ 按信道转移概率的性质分类 ★ 根据信道统计特性划分 ★ 根据信道噪声性质划分 §6.1.1 信道的分类 ★ 按输入、输出集合的取值分类 1) 离散信道：输入和输出均为离散集，如B-B ‘ 2) 连续信道：输入和输出均为连续集，也称波形信道， 其特点是时间与取值都连续，如C-C ‘ 3) 半连续（或半离散）信道：输入和输出一个为连续、 一个为离散，如B-C ‘或C-B’ 4) 时间离散连续信道：连续取值但时间离散，例如信道 的输入和输出为模拟信号抽样的情况。 §6.1.1 信道的分类 ★ 按输入、输出集合的个数分类 1) 单用户信道：X,Y中各有一个事件集，称单路或单端信道 2) 多用户信道：X,Y中至少有一端是多个事件集，也称多 端信道。多用户信道包含两种特殊的信道，即多元接 入信道和广播信道。 • 多元接入信道就是多个输入、单个输出的信道 • 广播信道就是单个输入、多个输出的信道 §6.1.1 信道的分类 ★ 按信道转移概率的性质分类 无损信道 （每个输入对应多个输出） 1）无噪声信道 确定信道 （多个输入对应单个输出） 无扰信道 （一个输入对应一个输出） 无记忆信道 给定时间输出仅依赖于当前输入 2）有噪声信道 有记忆信道 输出值不仅依赖于当前输入又依 赖于以前的输入 §6.1.1 信道的分类 ★ 根据信道统计特性划分 1）恒参信道 统计特性不随时间变化（也称平稳信道） 例如：卫星通信信道 2）变参信道 统计特性随时间变化。例如：短波，移动 通信信道 §6.1.1 信道的分类 ★ 根据信道噪声性质划分 1）高斯噪声信道 信道噪声为高斯分布（白噪声或有色噪声） 2）非高斯噪声信道 信道噪声分布不是高斯分布 §6.1.2 离散信道的数学模型 噪声 X 信道 Y P(y|x) 离散无记忆信道 ★ 一般的信道数学模型 ★ 离散无记忆信道 ★ 平稳（或恒参）信道 ★ 单符号离散信道 一般信道的数学模型 ★信道模型  N  