数字通信技术分析课件.ppt

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1、第四讲数据通信技术数据通信技术本章主要内容数据通信基本概念数据的传输和数据编码调制技术数据交换技术信道的多路复用技术通信接口与传输介质差错控制技术§3.1数据通信基本概念信息（Information）客观事物的属性和相互联系特性的表现。数据（Data）信息的载体，它是信息的表示形式。数据可以是数字、字符、符号等。信号（Signal）数据在传输过程中的具体物理表示形式。基本概念传输介质通信中传送信息的载体，又称为信道（Channel）传输介质分为有线传输介质和无线传输介质。信息、数据和信号三者的关系数据通过信号形式传

2、输，信息由各种数据来表达。数据通信就是把表达这个信息的数据通过物理信号进行传递。模拟通信和数字通信通信系统模型模拟信号是一个连续变化的物理量，一般用连续变化的电压表示。模拟通信和数字通信数字信号是离散的，即在时间特性上幅度的取值是有限的离散值，一般用脉冲序列来表示。常用的数字是二进制数字0和1，分别低电平和高电平两个状态信号。数字通信使用数字信号进行数据传输的通信系统。模拟通信和数字通信模拟信号与数字信号，在传输过程中都会受到干扰导致信号的变形。数字信号的可靠性比模拟信号要高数字信号比较容易存储、处理和传输模拟信号和

3、数字信号是可以相互转换的。数据通信的技术指标1.信道带宽信道能够传送电磁波的有效频率范围就是该信道的带宽有效是指信号在传输过程中没有失真为使数据信号通过信道的失真尽量小，就要求有足够的带宽2.数据传输速率数据传输速率也称为比特率，是指信道每秒所能传输的二进制比特数，单位为bps。数据传输速率的高低，由每位数据所占用的时间决定数据通信的技术指标3.信道的容量信道传输数据速率的上限，称为信道的容量。信道容量与信道带宽、噪声功率和信号功率的关系香农定理：C＝Wlog2(1+S/N)，其中C信道容量；W为信道带宽；N为噪声功

4、率；S为信号功率。信噪比即S/N，通常采用10lgS/N来表示，其单位为分贝（dB）。奈奎斯特定理给出了有限带宽、无噪声离散信道的信道容量公式：C=2Wlog2L，式中L是信号有效状态的数量。数据通信的技术指标例1：典型的模拟电话系统带宽为3kHz，信噪比为30dB，即S/N＝1000，它的信道容量为：C＝3000log2(1+1000)≈30000bps例2，一个无噪声3kHz带宽的信道，若传输二进制信号（L=2），它的信道容量为：C=2×3000×log22=6000bps数据通信的技术指标4.波特率波特率是传输

5、的信号值每秒变化的次数。如果被传输的信号周期为T秒，则波特率Rb=1/T。波特率Rb与比特率R的关系：R＝Rblog2V，其中V表示所传输信号所包含的离散电平数采用不同的调制方法，波特率和比特率的相对关系也就不一样调制速率（baud）1200120012001200多相调制的相数二相调制（V＝2）四相调制（V＝4）八相调制（V＝8）十六相调制（V＝16）数据传输速率(bps)1200240036004800数据通信的技术指标5.信道延迟信号沿信道传输需要一定的时间，这就是信道延迟。信道延迟＝发送和接收处理时间＋传输介

6、质的延迟时间＋发送和接收设备的响应时间＋通信设备转发时间6.误码率误码率是接收错误的码元数占传送总码元数的比例。Pe=Ne/N误码率越低，通信系统可靠性越高，通信质量越好。§3.2数据的传输数据传输模式串行通信数据是一位一位地在通信线路上传输的串行通信技术标准RS-232,RS-422,RS-485,USB并行通信要传输的数据中的多个数据位同时在两个设备中传输计算机内部的总线结构就是并行通信通信线路的连接方式点到点连接方式点到点的连接就是在发送端和接收端之间采用一条线路连接，使用的线路可以是专用线路、租用线路或交换线

7、路。图3-2点到点连接示意图通信线路的连接方式多点连接方式多点连接方式是指各个站点通过一条公共的通信线路或集线器连接起来。图3－3多点连接示意图1图3－4多点连接示意图2信道的通信方式单工通信在单工通信方式中，信号只能向一个方向传输。典型例子：无线广播电台的广播、电视播放图3-5单工通信信道的通信方式半双工通信在半双工通信方式中，信号可以双向传送，但必须交替进行，在任一时刻只能向一个方向传送。典型例子：对讲机、串行通信标准ＲＳ４８５图3-6半双工通信信道的通信方式全双工通信在全双工通信方式中，信号可以同时双向传送数据

8、。典型例子：以太网通信、串行通信标准ＲＳ232图3-7全双工通信信号的传输方式基带传输在数据通信中，二进制比特序列0和1的数字信号按照矩形脉冲信号的固有频率进行传输称为基带传输。基带传输的优点：无须调制就可以传送数字信号，简化了通信处理过程，提高了传输速度基带传输适合于近距离（几公里以内）传输信号的传输方式频带传输频带传输方式是将数字信号调制成