伝送路

伝送路は、情報や電力の伝送のために使用される媒体（メディア）である。配線の一部として用いる場合には伝送線路ともいう。高周波信号を通す伝送線路は導波路とも呼ばれ、特性インピーダンスが規定され厳しく管理される(→伝送線路参照)。通信路または伝送路（英: Channel）とは、情報源（送信者）から受信者への情報伝達用媒体を指す。

種類

伝送路（通信路）は様々な形態がある。以下に例を示す。

1. 転送媒体（ケーブルなど）による経路。
   • 光ケーブル
   • ケーブル :導体を絶縁被覆したものを保護層で覆ったものである。メタリックケーブル。
     • ツイストペアケーブル（平衡対ケーブル）: 2本の導体をよりあわせたケーブルである。
     • 同軸ケーブル :1本の導体を円筒状の外部導体でシールドしたケーブルである。
     • フィーダー線
   • 平面型伝送路 :プリント基板に銅などの金属箔で配線パターンを形成したもの。高周波信号を通す場合はストリップライン、マイクロストリップライン、スロットライン、コプレーナ導波路などが使われる。
   • 導波管 :管内を空洞にした金属管であり、マイクロ波の伝送に用いられる。
   • 自由空間 :電波の伝送路として、移動体通信や非常用固定通信に用いられる。
2. 電気通信における発信側と受信側の間の接続。
3. メッセージを出し入れできるバッファ。
4. リムーバブルメディアなどの記憶装置
5. 通信システムでのデータの経路

これらはいずれも情報を転送するという特性を持つ。情報は伝送路上を信号として運ばれる。

通信路モデル

転送信号の変化の物理的過程を計算することで通信路を物理的にモデル化できる。例えば、無線通信での通信路はその環境内にある反射性の物体を全て計算することでモデル化される。乱数列も加えて、外的な要因や受信機内の電子的ノイズをシミュレートすることもある。

統計学的には、通信路は入力文字 i と出力文字 o について i から o への遷移確率 p(i, o) でモデル化される。意味論的には遷移確率とは、記号 i を通信路に送り出したときに記号 o が受信される確率である。

統計的モデルと物理的モデルは統合可能である。例えば、無線通信の通信路は、転送信号の無作為の減衰と追加的なノイズでモデル化される。減衰はベースとなる物理的過程を抽象化したもので、通信路上での信号の電力変化を表している。モデル内のノイズは外的要因や受信機内の電子的ノイズを表す。

信号をアナログすなわち連続的なものとして通信路をモデル化することもできるが、また、離散的な文字セットを信号として送るとしてモデル化する場合もある。後者の通信路モデルはデジタルな面だけを捉えた抽象化である。情報理論では、出力の分布が入力によってのみ決定される「記憶のない」通信路モデルを出発点とするのが一般的である。

関連項目

• 通信工学・無線工学
• 電気通信・無線通信
• 通信線路
• 伝送線路
• 電気通信役務利用放送法
• 通信と放送の融合
• 干渉
• 情報理論
• クロード・シャノン
• ベースバンド
• 2元対称通信路、2元消失通信路
• シャノン＝ハートレーの定理
• 複信

参考文献

• C. E. Shannon, A mathematical theory of communication, Bell System Technical Journal, vol. 27, pp. 379–423 and 623–656, (July and October, 1948)
• Amin Shokrollahi, LDPC Codes: An Introduction