数据通信基础84608

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1、第二章数据通信基础概念：通信模型、数据传输率与带宽、数据调制与编码、多路复用、检错与纠错、同步、异步传输、交换技术2.1数据通信－通信模型信息源：信源是发出信息的源，其作用是把消息转换成原始信息电信号。产生数据的设备。发送器：是将信源和信道匹配，将信源产生的信号变换成适合信道传输的信号，通常不是将信号原始形式的直接传输，而是由发送器将其进行变换和编码后再送入某种形式的传输系统进行传输。信道：是指传输信号的通道，是连接信源和信宿的传输线路，可以是有线，也可以是无线的。信道既给信号以通路，也对信号产

2、生各种干扰和噪声接收器：从传输系统接收信号并将其转换成信宿设备能够处理的形式。主要进行解调、译码、解码等，恢复原始信号。收信者：从接收器上取得传入数据的设备，是将复原的原始信号转换成相应的消息。信息源发送器信道接受器收信者噪声源2.2数据通信－数据率与频带数字信号傅氏变换∞f(t)=1/2c+∑[ansin(2πnft)+bncos(2πnft)]n=1•任何正常的周期为T的函数f(t)，都可以由(无限个)正弦和余弦函数合成•方波信号可以分解成若干个正弦波的叠加。www.ccidedu.com数

3、字通信系统的主要参数：传输速率码元传输速率：也叫波特率•数字信号由码元组成，码元携带有一定的信息量，定义单位时间传输的码元数•如果一个单位调制信号波的时间长度为T秒，则波特率为：Rb=1/T(Baud)信息传输速率•单位时间内传输的信息量(比特数)为信息速率，单位记为比特/秒。•如果一个码元传输速率为Rb的M进制码元，其信息传输速率为：Rs=Rblog2M（（bit/s）数据传输的概念及术语•频率：单位时间内信号重复的速度，通常以周/秒或赫兹（Hz）表示。•频谱：信号所包括频率的范围。•带宽：信

4、号的大部分能量往往包含在频率较窄的一段频带中，这个频带称为有效带宽或带宽例：人耳频率范围大约在20Hz到2000Hz，其实际值取决于各个人和其年龄，因此其带宽即为2000Hz一20Hz。实际上人耳的频率范围是从300Hz到3400Hz——带宽为3100Hz。关于带宽的结论：任何数字信号的波形都有无限的带宽。对任何给定的介质，传输带宽越宽，则成本越高。带宽越限制，信号失真越大，接收器出错的概率越高。数据传输速率和带宽的关系•数据信号传输速率越高，所需的有效带宽越宽•同样，传输系统的带宽越宽，该系统

5、能传送的数据传输速率越高。•Nyquist(奈奎斯特)定理：带宽为WHz的信道，码元速率最大为2Wbps信道容量：•信道容量是指它每秒能传输的最大比特数，即信道的极限传输速率。比特传输率越高，信道的容量也就越大。•Nyquist（奈奎斯特）定理（无噪声）：在只有两个离散值的二元信道中，即一个符号以1比特发送，那么信道就能发送C=B=2Wb／s当符号具有L个离散值时，无噪声信道容量：C=B1og2L=2W1og2L(b／s)•香农（Shannon）定理：在有噪声干扰下的信道中，信道容量：C＝W1o

6、g2(1+S/N)(b／s)B:码元速率，W：信道带宽，S：信号功率，N：噪声功率信噪比S/N一般用分贝（db）表示db=10log(S/N)www.ccidedu.com例：在话音信道上，设带宽为3100Hz，话音信道上的信噪比为30分贝，则信道的最大容量是多少？30=10log（S/N），S/N＝103＝1000C＝3100log2（1+1000）＝30894b/s2.3数据通信－数据调制与编码概念：模拟和数字数据传输•模拟信号：是连续变化的信号•数字信号：是指状态变化为可数或离散型的信号•

7、模拟数据：是时间的函数，且占据有限的频谱，这种数据能用占据相同频谱的电磁信号表现。•数字数据：可用数字信号表现关系•数字数据可用数字信号编码表现•数字数据通过调制解调器调制，用模拟信号表现•模拟数据用编码译码器进行数字编码，可用数字化比特流近似地表示•模拟数据通过载波调制进行传输模拟传输•不关心传送的内容，通过放大器传播，来提高信号的能量。数字传输•关心信号的内容，信号通过中继器传播，在每个中继器从入口处取得信号后，将由1和0构成的比特流再生后产生新的数据信号并将其从出口送出数据信息传输的基本形

8、式基带传输•由计算机或终端产生的数字信号，包含有直流、低频和高频等分量是一串脉冲信号，随着频率的升高，其相应幅度减小，最后趋于零。•这种由计算机或终端产生的频谱从零开始，而未经调制的数字信号所占用的频率范围就叫基本频带(这个频带从直流起可高到数百千赫，甚至若干兆赫)，简称基带(baseband)。•这种数字信号就称基带信号。•局域网中采用基带同轴电缆作传输介质进行数据传输。频带传输•在计算机通信远程线路中，不能直接传达原始的电脉冲信号(即基带信号)，不能传输近似于零频率的分量•需要利用频带传输，