संचार चैनल

एक संचार चैनल या तो एक भौतिक संचरण माध्यम जैसे तार, या एक बहुसंकेतन माध्यम पर एक कनेक्शन-उन्मुख संचार जैसे दूरसंचार और कंप्यूटर नेटवर्किंग में एक रेडियो चैनल को संदर्भित करता है। एक चैनल का उपयोग सूचना हस्तांतरण के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए, एक डिजिटल बिट स्ट्रीम, एक या कई प्रेषकों से एक या कई रिसीवर (सूचना सिद्धांत) तक। सूचना प्रसारित करने के लिए एक चैनल की एक निश्चित क्षमता होती है, जिसे अक्सर हर्ट्ज़ में इसकी बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग) या बिट दर में इसकी डेटा सिग्नलिंग दर द्वारा मापा जाता है।

दूरी पर एक सूचना संकेत का संचार करने के लिए किसी प्रकार के मार्ग या माध्यम की आवश्यकता होती है। ये रास्ते, जिन्हें संचार चैनल कहा जाता है, दो प्रकार के मीडिया का उपयोग करते हैं: ट्रांसमिशन लाइन (जैसे मुड़-जोड़ी, समाक्षीय केबल और फाइबर-ऑप्टिक केबल) और प्रसारण (जैसे माइक्रोवेव ट्रांसमिशन, संचार उपग्रह, रेडियो और उपभोक्ता आईआर)।

सूचना सिद्धांत में, एक चैनल कुछ त्रुटि विशेषताओं के साथ एक सैद्धांतिक 'चैनल मॉडल' को संदर्भित करता है। इस अधिक सामान्य दृश्य में, एक डेटा स्टोरेज डिवाइस भी एक संचार चैनल है, जिसे (लिखित) भेजा जा सकता है और (पढ़ने) से प्राप्त किया जा सकता है और पूरे समय सूचना संकेत के संचार की अनुमति देता है।

उदाहरण
संचार चैनलों के उदाहरणों में शामिल हैं:

उदाहरण:
 * 1) एक दूरसंचार सर्किट के संचार समापन बिंदुओं को शुरू करने और समाप्त करने के बीच एक संबंध।
 * 2) ट्रांसमिशन माध्यम द्वारा या तो के माध्यम से प्रदान किया गया एक एकल मार्ग
 * 3) * फिजिकल सेपरेशन, जैसे कि मल्टीपेयर इलेक्ट्रिकल केबल या
 * 4) * पृथक्करण, जैसे आवृत्ति-विभाजन बहुसंकेतन|आवृत्ति-विभाजन या समय-विभाजन बहुसंकेतन।
 * 5) विद्युत या विद्युत चुम्बकीय संकेतों को संप्रेषित करने का एक मार्ग, आमतौर पर अन्य समानांतर पथों से अलग होता है।
 * 6) * एक डेटा स्टोरेज डिवाइस जो समय के साथ संदेश भेज सकता है।
 * 7) * स्टोरेज माध्यम का वह भाग, जैसे ट्रैक (डिस्क ड्राइव) या बैंड, जो किसी दिए गए रीडिंग या राइटिंग स्टेशन या हेड के लिए सुलभ है।
 * 8) * एक बफर जिससे संदेश डाला और प्राप्त किया जा सकता है।
 * 9) एक संचार प्रणाली में, भौतिक या तार्किक लिंक जो डेटा स्रोत को डेटा सिंक से जोड़ता है।
 * 10) एक विशिष्ट रेडियो फ़्रीक्वेंसी, फ़्रीक्वेंसी की जोड़ी या बैंड, जिसे आमतौर पर एक अक्षर, संख्या या कोडवर्ड के साथ नामित किया जाता है, और अक्सर अंतर्राष्ट्रीय समझौते द्वारा आवंटित किया जाता है।
 * 1) * समुद्री वीएचएफ रेडियो दोतरफा एफएम आवाज संचार के लिए वीएचएफ बैंड में कुछ 88 चैनलों का उपयोग करता है। उदाहरण के लिए, चैनल 16 का 156.800 मेगाहर्ट्ज़ है। यूएस में, सात अतिरिक्त चैनल, WX1 - WX7, मौसम प्रसारण के लिए आवंटित किए गए हैं।
 * 2) * टेलीविजन चैनल जैसे उत्तर अमेरिकी टीवी चैनल 2 = 55.25 मेगाहर्ट्ज, चैनल 13 = 211.25 मेगाहर्ट्ज। प्रत्येक चैनल 6 मेगाहर्ट्ज चौड़ा है। यह पुराने एनालॉग टेलीविजन सिग्नल के लिए आवश्यक बैंडविड्थ पर आधारित था। 2006 के बाद से टेलीविजन प्रसारण डिजिटल मॉड्यूलेशन (डिजिटल टेलीविजन) में बदल गया है, जो बहुत छोटे बैंडविड्थ में टेलीविजन सिग्नल प्रसारित करने के लिए छवि संपीड़न का उपयोग करता है, इसलिए इन भौतिक चैनलों में से प्रत्येक को डीटीवी चैनल ले जाने वाले प्रत्येक वर्चुअल चैनल में विभाजित किया गया है।
 * 3) * वाई-फ़ाई आईएसएम बैंड में 5 मेगाहर्ट्ज़ चरणों में 2412 मेगाहर्ट्ज़ से 2484 मेगाहर्ट्ज़ तक के 13 चैनलों का उपयोग करता है।
 * 4) * एक शौकिया रेडियो रिपीटर और एक हैम के बीच का रेडियो चैनल अक्सर 600 kHz (0.6 MHz) की दूरी पर दो आवृत्तियों का उपयोग करता है। उदाहरण के लिए, एक रिपीटर जो 146.94 मेगाहर्ट्ज पर प्रसारित होता है, आमतौर पर 146.34 मेगाहर्ट्ज पर प्रसारित होने वाले हैम को सुनता है।

ये सभी संचार चैनल उस संपत्ति को साझा करते हैं जिससे वे सूचना स्थानांतरित करते हैं। सूचना को एक सिग्नलिंग (दूरसंचार) द्वारा चैनल के माध्यम से ले जाया जाता है।

चैनल मॉडल
चैनल के गणितीय मॉडल को यह वर्णन करने के लिए बनाया जा सकता है कि इनपुट (संचारित संकेत) को आउटपुट (प्राप्त संकेत) में कैसे मैप किया जाता है। संचार के क्षेत्र के लिए विशिष्ट चैनल मॉडल के कई प्रकार और उपयोग मौजूद हैं। विशेष रूप से, संचार प्रणाली की प्रत्येक परत का वर्णन करने के लिए अलग-अलग मॉडल तैयार किए जाते हैं।

प्रेषित सिग्नल को संशोधित करने वाली भौतिक प्रक्रियाओं की गणना करने की कोशिश करके एक चैनल को भौतिक रूप से मॉडल किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, बेतार संचार में, वातावरण में प्रत्येक वस्तु के प्रतिबिंब की गणना करके चैनल को मॉडल किया जा सकता है। रिसीवर में बाहरी हस्तक्षेप और/या इलेक्ट्रॉनिक शोर का अनुकरण करने के लिए यादृच्छिक संख्याओं का एक क्रम भी जोड़ा जा सकता है।

सांख्यिकीय रूप से, एक संचार चैनल को आमतौर पर एक ट्रिपल के रूप में तैयार किया जाता है जिसमें एक इनपुट वर्णमाला, एक आउटपुट वर्णमाला और इनपुट और आउटपुट तत्वों की प्रत्येक जोड़ी (i, o) के लिए, एक संक्रमण संभाव्यता p(i, o) होती है। सिमेंटिक रूप से, ट्रांज़िशन प्रायिकता इस बात की प्रायिकता है कि प्रतीक o प्राप्त हुआ है, यह देखते हुए कि मैं चैनल पर प्रसारित किया गया था।

सांख्यिकीय और भौतिक मॉडलिंग को जोड़ा जा सकता है। उदाहरण के लिए, वायरलेस संचार में चैनल को अक्सर संचरित सिग्नल के एक यादृच्छिक क्षीणन (लुप्त होती के रूप में जाना जाता है) द्वारा मॉडलिंग किया जाता है, इसके बाद योगात्मक शोर होता है। क्षीणन शब्द अंतर्निहित भौतिक प्रक्रियाओं का सरलीकरण है और संचरण के दौरान सिग्नल शक्ति में परिवर्तन को दर्शाता है। मॉडल में शोर रिसीवर में बाहरी हस्तक्षेप और/या इलेक्ट्रॉनिक शोर को पकड़ लेता है। यदि क्षीणन शब्द जटिल है तो यह चैनल के माध्यम से प्राप्त होने वाले सिग्नल के सापेक्ष समय का भी वर्णन करता है। यादृच्छिक क्षीणन के सांख्यिकीय गुण पिछले माप या भौतिक सिमुलेशन द्वारा तय किए जाते हैं।

चैनल मॉडल निरंतर चैनल मॉडल हो सकते हैं, जिसमें इसकी कोई सीमा नहीं है कि उनके मूल्यों को कितनी सटीक रूप से परिभाषित किया जा सकता है।

असतत-वर्णमाला सेटिंग में संचार चैनलों का भी अध्ययन किया जाता है। यह एक वास्तविक दुनिया की संचार प्रणाली को अमूर्त करने से मेल खाती है जिसमें एनालॉग → डिजिटल और डिजिटल → एनालॉग ब्लॉक डिजाइनर के नियंत्रण से बाहर हैं। गणितीय मॉडल में एक संक्रमण संभाव्यता होती है जो चैनल इनपुट के प्रत्येक संभावित अनुक्रम के लिए आउटपुट वितरण निर्दिष्ट करती है। सूचना सिद्धांत में, मेमोरीलेस चैनलों से शुरू करना आम है जिसमें आउटपुट संभाव्यता वितरण केवल वर्तमान चैनल इनपुट पर निर्भर करता है।

एक चैनल मॉडल या तो डिजिटल (क्वांटिफाइड, जैसे बाइनरी) या एनालॉग हो सकता है।

डिजिटल चैनल मॉडल
एक डिजिटल चैनल मॉडल में, प्रेषित संदेश को एक निश्चित प्रोटोकॉल परत पर डिजिटल सिग्नल (इलेक्ट्रॉनिक्स) के रूप में तैयार किया जाता है। अंतर्निहित प्रोटोकॉल परतें, जैसे भौतिक परत संचरण तकनीक, को एक सरलीकृत मॉडल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। मॉडल चैनल के प्रदर्शन के उपायों जैसे बिट दर, बिट त्रुटियों, विलंबता (इंजीनियरिंग) / नेटवर्क देरी, देरी जिटर, आदि को प्रतिबिंबित कर सकता है। डिजिटल चैनल मॉडल के उदाहरण हैं:
 * बाइनरी सिमेट्रिक चैनल (बीएससी), एक निश्चित बिट त्रुटि संभावना के साथ एक असतत मेमोरीलेस चैनल
 * बाइनरी एरर बर्स्ट चैनल मॉडल, मेमोरी वाला चैनल
 * बाइनरी इरेज़र चैनल (BEC), एक निश्चित बिट एरर डिटेक्शन (इरेज़र) प्रायिकता वाला असतत चैनल
 * पैकेट इरेज़र चैनल, जहाँ पैकेट एक निश्चित पैकेट हानि संभावना या पैकेट त्रुटि दर के साथ खो जाते हैं
 * मनमाने ढंग से बदलते चैनल (एवीसी), जहां चैनल का व्यवहार और स्थिति बेतरतीब ढंग से बदल सकती है
 * जेड-चैनल (सूचना सिद्धांत) (द्विआधारी असममित चैनल), जहां प्रत्येक 0 बिट सही ढंग से प्रेषित होता है, लेकिन प्रत्येक 1 बिट में 0 के रूप में गलत तरीके से प्रसारित होने की संभावना होती है।

एनालॉग चैनल मॉडल
एक एनालॉग चैनल मॉडल में, प्रेषित संदेश को एक एनालॉग सिग्नल के रूप में प्रतिरूपित किया जाता है। मॉडल एक रेखीय या गैर-रेखीय हो सकता है, निरंतर संकेत | समय-निरंतर या असतत संकेत | समय-असतत (नमूना), स्मृतिहीनता या गतिशील (परिणामस्वरूप फट त्रुटियां), समय-अपरिवर्तनीय या समय-भिन्न प्रणाली | समय-भिन्न (जिसके परिणामस्वरूप बर्स्ट त्रुटियाँ भी होती हैं), बेसबैंड, पासबैंड (RF सिग्नल मॉडल), वास्तविक-मूल्यवान या जटिल-मूल्यवान सिग्नल मॉडल। मॉडल निम्नलिखित चैनल हानियों को दर्शा सकता है:
 * इलेक्ट्रॉनिक शोर मॉडल, उदाहरण के लिए
 * एडिटिव व्हाइट गॉसियन नॉइज़ (AWGN) चैनल, एक रैखिक निरंतर मेमोरीलेस मॉडल
 * चरण शोर मॉडल
 * हस्तक्षेप (संचार) मॉडल, उदाहरण के लिए क्रॉसस्टॉक (सह-चैनल हस्तक्षेप) और इंटरसिंबल हस्तक्षेप (आईएसआई)
 * विरूपण मॉडल, उदाहरण के लिए एक गैर-रैखिक चैनल मॉडल जिसके कारण इंटरमोड्यूलेशन विरूपण (IMD) होता है
 * आवृत्ति प्रतिक्रिया मॉडल, क्षीणन और चरण-शिफ्ट सहित
 * समूह विलंब मॉडल
 * अंतर्निहित भौतिक परत संचरण (दूरसंचार) तकनीकों की मॉडलिंग, उदाहरण के लिए मॉडुलन और आवृत्ति प्रतिक्रिया का एक जटिल-मूल्यवान समतुल्य बेसबैंड मॉडल
 * उदाहरण के लिए रेडियो फ्रीक्वेंसी प्रचार मॉडल
 * लॉग-डिस्टेंस पाथ लॉस मॉडल
 * फेडिंग मॉडल, उदाहरण के लिए रेले फेडिंग, राइसन फेडिंग, लॉग-नॉर्मल शैडो फेडिंग और फ्रिक्वेंसी सेलेक्टिव (डिस्पर्सिव) फेडिंग
 * डॉपलर शिफ्ट मॉडल, जो समय-भिन्न प्रणाली में लुप्त होती परिणामों के साथ संयुक्त है
 * रे ट्रेसिंग (भौतिकी) मॉडल, जो निर्दिष्ट ट्रांसमीटर-रिसीवर ज्यामिति, इलाके के प्रकार और एंटेना के लिए सिग्नल प्रसार और विकृतियों को मॉडल करने का प्रयास करते हैं
 * प्रसार ग्राफ, एक ग्राफ द्वारा रेडियो प्रसार वातावरण का प्रतिनिधित्व करके मॉडल संकेत फैलाव।
 * गतिशीलता मॉडल, जो समय-भिन्न प्रणाली का भी कारण बनता है

प्रकार

 * डिजिटल सिग्नल (इलेक्ट्रॉनिक्स) (असतत सिग्नल) या एनालॉग सिग्नल (सतत सिग्नल) चैनल
 * ट्रांसमिशन माध्यम, उदाहरण के लिए एक फाइबर चैनल
 * मल्टीप्लेक्सिंग
 * कंप्यूटर नेटवर्क वर्चुअल कनेक्शन
 * सिम्पलेक्स संचार, द्वैध संचार या आधा द्वैध संचार चैनल
 * रिटर्न चैनल
 * अपलिंक या डाउनलिंक (अपस्ट्रीम (नेटवर्किंग) या डाउनस्ट्रीम (नेटवर्किंग) चैनल)
 * चैनल (प्रसारण), यूनिकास्ट या मल्टीकास्ट

चैनल प्रदर्शन उपाय
ये सामान्य रूप से प्रयुक्त चैनल क्षमता और प्रदर्शन उपायों के उदाहरण हैं:
 * हर्ट्ज में स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ
 * बॉड, पल्स/एस या सिंबल/एस में सिंबल रेट
 * डिजिटल बैंडविड्थ बिट/एस उपाय: सकल बिट दर (संकेत दर), नेट बिट दर (सूचना दर), चैनल क्षमता, और अधिकतम थ्रुपुट
 * चैनल उपयोग
 * लिंक वर्णक्रमीय दक्षता
 * सिग्नल-से-शोर अनुपात उपाय: सिग्नल-से-हस्तक्षेप अनुपात, ईबी/नहीं, कैरियर-से-हस्तक्षेप अनुपात डेसिबल में
 * बिट-त्रुटि दर (बीईआर), पैकेट-त्रुटि दर (प्रति)
 * विलंबता (इंजीनियरिंग) सेकंड में: प्रसार समय, संचरण समय
 * देरी घबराना

बहु-टर्मिनल चैनल, सेलुलर सिस्टम के लिए आवेदन के साथ

 * नेटवर्क टोपोलॉजी भी देखें

नेटवर्क में, पॉइंट-टू-पॉइंट (नेटवर्क टोपोलॉजी) के विपरीत | पॉइंट-टू-पॉइंट संचार, संचार मीडिया को कई संचार समापन बिंदुओं (टर्मिनलों) के बीच साझा किया जाता है। संचार के प्रकार के आधार पर, विभिन्न टर्मिनल एक दूसरे को सहयोग या हस्तक्षेप कर सकते हैं। सामान्य तौर पर, किसी भी जटिल मल्टी-टर्मिनल नेटवर्क को सरलीकृत मल्टी-टर्मिनल चैनलों के संयोजन के रूप में माना जा सकता है। निम्नलिखित चैनल प्रमुख मल्टी-टर्मिनल चैनल हैं जिन्हें पहली बार सूचना सिद्धांत के क्षेत्र में पेश किया गया था:
 * एक पॉइंट-टू-मल्टीपॉइंट संचार | पॉइंट-टू-मल्टीपॉइंट चैनल, जिसे प्रसारण माध्यम के रूप में भी जाना जाता है (ब्रॉडकास्टिंग चैनल के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए): इस चैनल में, एक प्रेषक कई संदेशों को विभिन्न गंतव्य नोड्स तक पहुंचाता है। रेडियो लिंक को छोड़कर सभी वायरलेस चैनलों को प्रसारण मीडिया माना जा सकता है, लेकिन हमेशा प्रसारण सेवा प्रदान नहीं कर सकते हैं। यदि केवल एक सेल पर विचार किया जाता है और इंटर-सेल सह-चैनल हस्तक्षेप की उपेक्षा की जाती है, तो सेलुलर सिस्टम के डाउनलिंक को पॉइंट-टू-मल्टीपॉइंट चैनल के रूप में माना जा सकता है। हालांकि, एक फोन कॉल की संचार सेवा यूनिकास्टिंग है।
 * मल्टीपल एक्सेस चैनल: इस चैनल में, कई प्रेषक एक साझा भौतिक माध्यम से एक या कई गंतव्य नोड्स पर कई संभावित अलग-अलग संदेश प्रसारित करते हैं। इसके लिए एक चैनल एक्सेस स्कीम की आवश्यकता होती है, जिसमें मल्टीप्लेक्सिंग स्कीम के साथ संयुक्त मीडिया एक्सेस कंट्रोल (MAC) प्रोटोकॉल शामिल है। इस चैनल मॉडल में सेलुलर नेटवर्क के अपलिंक में अनुप्रयोग हैं।
 * रिले चैनल: इस चैनल में, एक या कई इंटरमीडिएट नोड्स (जिन्हें रिले, रिपीटर या गैप फिलर नोड्स कहा जाता है) एक अंतिम गंतव्य नोड को संदेश भेजने के लिए एक प्रेषक के साथ सहयोग करते हैं। रिले नोड्स को आगामी सेलुलर मानकों जैसे 3GPP लॉन्ग टर्म इवोल्यूशन (LTE) में एक संभावित ऐड-ऑन माना जाता है।
 * इंटरफेरेंस चैनल: इस चैनल में, दो अलग-अलग प्रेषक अपने डेटा को अलग-अलग डेस्टिनेशन नोड पर ट्रांसमिट करते हैं। इसलिए, अलग-अलग प्रेषकों के पास एक दूसरे के संकेत पर संभावित क्रॉसस्टॉक या सह-चैनल हस्तक्षेप हो सकता है। सेलुलर वायरलेस संचार में अंतर-सेल हस्तक्षेप हस्तक्षेप चैनल का एक उदाहरण है। 3जी जैसे स्प्रेड स्पेक्ट्रम सिस्टम में, अगर गैर-ऑर्थोगोनल कोड का उपयोग किया जाता है तो सेल के अंदर भी हस्तक्षेप होता है।
 * एक यूनिकास्ट चैनल एक ऐसा चैनल है जो एक यूनिकास्ट सेवा प्रदान करता है, अर्थात जो एक विशिष्ट उपयोगकर्ता को संबोधित डेटा भेजता है। एक स्थापित फोन कॉल एक उदाहरण है।
 * एक प्रसारण चैनल एक ऐसा चैनल है जो एक प्रसारण सेवा प्रदान करता है, अर्थात जो नेटवर्क में सभी उपयोगकर्ताओं को संबोधित डेटा भेजता है। पेजिंग सेवा के साथ-साथ मल्टीमीडिया प्रसारण मल्टीकास्ट सेवा सेलुलर नेटवर्क के उदाहरण हैं।
 * एक मल्टीकास्ट चैनल एक ऐसा चैनल है जहां डेटा सब्सक्राइब करने वाले उपयोगकर्ताओं के समूह को संबोधित किया जाता है। एलटीई के उदाहरण भौतिक मल्टीकास्ट चैनल (पीएमसीएच) और मल्टीकास्ट ब्रॉडकास्ट सिंगल फ्रीक्वेंसी नेटवर्क (एमबीएसएफएन) हैं।

ऊपर दिए गए 4 बुनियादी मल्टी-टर्मिनल चैनलों में से, मल्टीपल एक्सेस चैनल ही एकमात्र है जिसकी क्षमता क्षेत्र ज्ञात है। गॉसियन परिदृश्य के विशेष मामले के लिए भी, प्रसारण चैनल को छोड़कर अन्य 3 चैनलों का क्षमता क्षेत्र सामान्य रूप से अज्ञात है।

यह भी देखें

 * चैनल क्षमता
 * चैनल एक्सेस विधि
 * ट्रैफिक जनरेशन मॉडल

संदर्भ

 * 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