楼宇自动化_智能建筑技术基础a

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1、智能建筑技术基础数据通信基础知识1.基本概念信号：以时间为自变量，以表示消息(或数据)的某个参量(振幅、频率或相位)为因变量。信号按其因变量的取值是否连续可分为模拟信号和数字信号。模拟信号：信号的因变量完全随连续消息的变化而变化的信号。模拟信号的自变量可以是连续的，也可以是离散的；但其因变量一定是连续的。数字信号：表示消息的因变量是离散的，自变量时间的取值也是离散的信号。通信：将表示消息的信号从发送方(信源)传递到接收方(信宿)。既然信号可分为模拟信号和数字信号，与之相对应的，通信也可分为模拟通信和数字通信。信道：用来传输表示消息的电信号的介质或通路。它可以是双绞线、同

2、轴电缆、光缆、微波以及卫星链路等。噪声源：包括了影响该系统的所有噪声，如脉冲噪声(工业噪声等)和随机噪声(信道噪声、发送设备噪声、接收设备噪声等)。智能建筑技术基础2模拟通信和数字通信（1）模拟通信利用模拟信号来传递消息普通的电话、广播、电视等都属于模拟通信噪声源信源调制器信道解调器信宿智能建筑技术基础（2）数字通信利用数字信号来传递消息计算机通信、数字电话以及数字电视都是数字通信信信信信调解信源道信道源信制调源编编道译译宿器器码码码码器器器器噪声源智能建筑技术基础（3）数字通信优点抗干扰能力强可实现高质量的远距离通信能适应各种通信业务，各种消息（电报、电话、图像

3、和数据等）都可以被变换为统一的二进制数字信号进行传输能实现高保密通信通信设备的集成化和微型化（4）数字通信缺点数字通信的最大缺点是占用的频带宽。以电话为例，一路模拟电话占用4KHz信道带宽，而一路数字电话所需要的数据传输率是64Kbps，所需占用的带宽要远远大于4KHz智能建筑技术基础3数据通信基础理论（1）傅立叶变换信号具有时域和频域两种最基本的表现形式和特性。时域特性反映信号随时间变化的情况。信号的时域特性表示出信号随时间变化的情况。如正弦信号就可以表示为：f(t)=ASin(2лft+θ)其中：A：振幅f：频率θ：初始相位幅度、频率以及相位是周期信号f(t)的3个重要特

4、性。智能建筑技术基础傅立叶变换：任何一个周期为T的函数f(t)都是由无穷多个正弦函数和余弦函数合成：f(t)C2/(anSin2nftbnCos2nft)AnCos2(nftn)nn102Tan0f(t)Sin(2nftdt)T2Tbn0f(t)Cos(2nftdt)TTC0f(t)dtAnan2b2nnarctg(an/bn)智能建筑技术基础（2）信号的频谱与带宽频谱：f(t)各次谐波的振幅An按照频率高低依次排列起来所形成的谱状图形。绝对带宽：信号频谱所覆盖的频率范围。有效带宽(简称带宽)：信号的大部分能量都集中在一

5、个较小的范围之内，这段频带称为带宽。信号的带宽越大，利用这种信号传送数据的速率就越高，要求传输介质的带宽也越大。常见信号的频谱和带宽：声音信号的频谱大致在20Hz～2000kHz的范围(低于20Hz的信号为次声波，高于2000KHz的信号为超声波)，但用一个窄得多的带宽就能产生可接受话音的重现，因而话音信号的标准频谱为300Hz～3400Hz，其带宽为3kHz。电视信号的频谱为0～4MHz，因此其带宽为4MHz。智能建筑技术基础（3）信道的截止频率与带宽没有任何信道能毫无损耗地通过所有频率分量；所有的传输信道和设备对不同的频率分量的衰减程度是不同的；截止频率：信号在信道传

6、输过程中某个分量的振幅衰减到原来的0.707(即输出信号的功率降低了一半)时所对应的那个频率称为信道的截止频率(cut-offfrequency)；通常情况是频率为0到fc赫兹范围内的谐波在信道传输过程中不发生衰减(或其衰减是一个非常小的常量)，而在此fc频率之上的所有谐波在传输过程中衰减很大；截止频率反映了传输介质本身所固有的物理特性。智能建筑技术基础说明：在线路中可安装滤波器以限制每个用户使用的带宽截止频率：fc带宽：f2-f1AA0.7070.707fcffa)单通滤波器12b)双通滤波器智能建筑技术基础（4）信道最大数据传输率数据传输率：单位时间内能传输的二进制位

7、数Nyquist(奈魁斯特1924)定理：对于无噪声的理想信道，任意连续信号f(t)通过一个带宽为B的信道后，其输出信号为一个带宽为B的时间连续信号g(t)。如果要输出数字信号，还必须以一定的速率对g(t)进行等间隔的抽样。抽样速度高于每秒2B次是无意义的，因为信号中高于信道带宽B以外的高频分量已被信道衰减掉。如果g(t)由V个离散化的电平组成，即每次抽样的可能结果为V个离散化电平之一，则该信道的最大的数据传输率Rmax为：Rmax=2Blog2V(比特/秒)例如，一个无噪声带宽