在通信中,信道按其物理组成常被分成
微波信道、
光纤信道、电缆信道等,假定信道的传输特性已知,可以抽象地将信道用模型来描述,并按其输入/输出信号的数学特点以及输入/输出信号之间关系的数学特点进行分类。
在信息论中,
信道是指信息传输的通道。我们在实际通信中所利用的各种物理通道是信道的最典型的例子,如电缆、光纤、电波传布的空间、载波线路等等。除了这些为在空间上将信息进行传输的信道以外,信息论中研究的信道还可包括那些为了在时间上将信息进行传输的信道,如
磁带、光盘等。有时我们甚至可以把为了某种目的而使信息不得不经过的通道也看作信道,例如一个分类器的输入到它的输出就可以看作是一个信道。这里最关键的是信道有一个输入以及一个与输入有关的输出。至于信道本身的物理组成可能是千差万别的,最简单的如一个放大器的输入到输出,而复杂的如一条国际通信的线路,其中可能包括
终端设备、线路设备、电缆、微波等等。信息论研究的信道其输入点和输出点在一个实际物理通道中所处位置的选择完全取决于研究者的兴趣。例如,我们可以把通信中发送天线到接收天线之间的通道看成信道,也可以把通信中从话机到话机之间的通道看作信道。
在对信道建模的讨论中我们只讨论基本的信道,即只有一个输入和一个输出的信道,以及基本信道的级联和并联。信道建模与信源建模一样是以随机过程的理论为基础的,所不同的是现在涉及输入和输出两个随机过程,因此在建模中条件概率或条件概率分布密度函数起着核心的作用。信道模型是用数学表达式来描述信道特性的。
在通信中,信道按其物理组成常被分成微波信道、光纤信道、电缆信道等。这种分类是因为信号在这些信道中传输的过程遵循不同的物理规律,而通信技术必须研究这些规律以获得信号在这些信道中传输时的特性。信息论不研究这些传输特性的获得问题,而假定传输特性是已经知道的,并在此基础上研究信息的传输问题。
由于
信息论不研究信号在信道中传输的物理过程,并假定信道的传输特性已知,这样信息论就可以抽象地将信道用图所示的模型来描述,并按其输入/输出信号的数学特点以及输入/输出信号之间关系的数学特点进行分类。
在对信道进行分类和建立数学模型以后,我们就可以开始研究信道传输信息的能力。我们将会看到这一能力可以用
信道容量来表示,它代表了信道传输信息的最大能力。由于实际通信中所应用的物理信道本身如
电缆、
光纤、限定频带的电波传布空间等模型都属于
模拟信道,因此模拟信道容量的研究具有最重要的价值。基于这一考虑,模拟信道容量及其充分利用问题的讨论是非常重要的一个目标。