数据通信基础

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1、第二章数据通信基础信道信源==》变换器---------------------反变换器===》信宿一、通信系统模型信源、信宿的角色可以互相转换，变换器和反变换器合成一个（如调制解调器、编码解码器等设备）。信源可以是数字信源或模拟信源信道可以是数字信道或模拟信道故有：（1）模拟信源在模拟信道中通信（2）数字信源在模拟信道中通信（3）模拟信源在数字信道中通信（4）数字信源在数字信道中通信二、数据通信中的主要技术指标数据通信的主要任务是传输数据信息，希望达到传输速度快、出错率低、信息量大、可靠性高，既经

2、济又便于维护。1、数据传输速率指每秒能传输的二进制信息位数。单位为位/秒(bps)由下式确定：其中S就是数据传输速率，T是一个数字脉冲信号的宽度，即调制一个码元所需要的时间，单位是秒1/T是1秒钟能调制的码元的个数，也即调制速率N位一个码元所取的有效离散值个数例如：采用四相调制方式，周期T=833*10-6秒，则数据传输速率为：S=1/(833*10-6))*log24=2400bps2、带宽频率范围，即信道能传输的上、下限频率的差值，单位为Hz。基带信号：把二进制数0、1用不同的电压表示后，送到线

3、路传输频带（宽带信号）：将基带信号进行调制后形成频分复用模拟信号3、信道容量表征一个信道传输数据的能力。单位：位/秒(bps)(1)、无噪音的理想状态下奈奎斯特(Nyquist)准则：码元速率B=2*H波特8传输速率C=2*H*log2Nbps例如：普通电话线的带宽为4kHz，则调制速率极限为8k波特，若每个码元可能取的离散值个数为16，则最大数据传输速率为C=2*4k*log216=32kbps噪音：热噪音，信道本身的物理特性产生的，具有随机性，1位冲击噪音，外界的电磁干扰，一般连续几位受影响(2

4、)、有噪音香农(Shannon)公式C=H*log2(1+S/N)H带宽S信号功率N噪声功率S/N信噪比信噪比单位为分贝，但S/N的单位不是分贝，必须经过10*log10(S/N)的转换，单位才变成分贝。例如：信噪比30dB，带宽4Khz的信道最大数据传输速率为：C=H*log2(1+S/N)10*log10(S/N)=30dBS/N=1000C=4000*log2(1+S/N)=4000*log2(1+1000)=4000*10=40kbps1、误码率二进制数据位传输时出错的概率。是衡量数据通信系

5、统在正常工作情况下的传输可靠性的指标。在网络传输中，一般要求误码率低于10-6练习：要在带宽4kHz的信道上用4秒发送完10K汉字，信道的信噪比最小应为多少分贝？三、传输技术1、模拟传输：不考虑传输内容，用扩大器扩大信号，会失真数字传输：关心信号内容，用中继器（转发器）增强信号，不会失真，但可能会引入延迟。2、数字调制技术（数字信号è模拟信号）用到调制（原始电信号转换成适宜传输的电信号）解调（反变换）器调幅（AM）：用两个不同载波信号的幅值分别代表1和0，速率较低,1200bps。调频（FM）：用两

6、个不同频率的载波分别代表1和0，可在同一个电话线中实现全双工。8调相（PM）：用两个不同相位变化来表示1和0，抗干扰性好，速率高,9600bps。P62图P622.13调相原理图实际应用中，可以调相和调幅结合è相位调幅制PAM。例如：采用12种相位，其中4种相位每个信号取2种幅度，则可以调制出16种不同的离散状态（稳定状态）。例题：采用8种相位，各种相位各有两种幅度的PAM调制方法，问在1200Baud的信号传输速率下能达到的数据传输速率为多少？___________________________

7、_____________________________________1、模拟信号的脉码调制（模拟信号è数字信号）用到编码解码器过程：8取样(按一定采样频率)量化模拟信号===================》非整数离散值========》整数离散值编码数字信道======》一定位数的二进制数码------------------------------一定位数的二进制数译码滤波优化处理码========》量化脉冲========》模拟信号=========》质量更好的模拟信号应用：计算机记录歌

8、曲8计算机记录视频信息8按x轴的增量、按y轴的增量、预测4、数字信号的编码技术（数字信号在数字信道中传送）将数字信号转换成适合于网络传输的形式。单极性（以正电平表示1，0电平表示0）{双极性（以正电平表示1，负电平表示0）{曼彻斯特编码{不归零制：以正电平表示1，零电平表示0归零制：以正脉冲表示1（有回零动作），零电平表示0不归零制：以正电平表示1，负电平表示0(高速网络的主流编码)归零制：以正脉冲表示1（有回零动作），负脉冲表示0曼彻斯特编码：中间跳变高—》低1，低