第3章 物理层1.ppt

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1、第三章物理层主讲老师：李维*13.3数据通信技术3.3.1通信信道数据通信的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，并且既经济又便于使用维护。这些要求可以用下列技术指标加以描述。数据传输速率信道容量误码率通信方式*21．数据传输速率（简单应用）所谓数据传输速率，是指每秒能传输的二进制信息位数，单位为位／秒，记为bps或b/s，它可由下式确定：R=(1/T).log2N(bps)式中T为一个数字脉冲信号的宽度,单位为秒。N为一个码元所取的有效离散值个数,也称调制电平数,N一般取2的整数次方值。*3信号传输速率（简单应用）信号

2、传输速率，也称码元速率、调制速率或波特率，单位为波特率。信号传输速率表示单位时间内通过信道传输的码元个数，也就是信号经调制后的传输速率。若信号码元的宽度为T秒，则码元速率定义为：B=(1/T)(Baud)调制速率和数据传输速率的关系R=B·log2N(bps)或B=R/log2N(bps)(Baud)*4应用案例采用四相调制方式，即N=4，且T=833×10-6秒则可求出数据传输率为：而调制速率为：*52．信道容量（综合应用）信道容量表征一个信道传输数据的能力，单位也用位／秒(bps)。信道容量与数据传输速率的区别在于，前者表示信道的最大数据传输速率，

3、是信道传输速率数据能力的极限，而后者则表示实际的数据传输速率。*62．信道容量（综合应用）奈奎斯特首先给出了无噪声情况下码元速率的极限值B与信息带宽H的关系：B=2·H(Baud)H是信道的带宽，也称频率范围，即信道能传输的上、下限频率的差值，单位为Hz。由此可推出表征信道数据传输能力的奈奎斯特公式C=2·H·log2N(bps)*72．信道容量（综合应用）实际的信道总要受到各种噪声的干扰，香农则进一步研究了受随机噪声干扰的信道情况，给出了计算信道容量的香农公式：C=H*log2(1+S/N)其中，S表示信号功率，N为噪声功率，S/N则为信噪比，实际中

4、常用10log10(S/N)来表示，单位为分贝（dB）。例如，信噪比为30dB，带宽为3KHz的信道最大数据传输速率为：*83．误码率（识记）误码率是衡量数据通信系统在正常工作情况下的工作情况下的传输可靠性的指标，它定义为二进制数据传输出错的概率。设传输的二进制数据总数为N位，其中出错的位数为Ne，则误码率表示为：Pe=Ne/N计算机网络中，一般要求误码率低于10-9，即平均每传输109位数据仅允许错一位。若误码率达不到这个指标，可以通过差错控制方法进行检错和纠错。*94．通信方式（领会）通信有两种基本方式，即串行方式和并行方式。并行通信——一组数据的

5、各数据位在多条线路上同时被传输。其特点为各数据位同时传输，传输速度快、效率高，多用于实时、快速的场合。*104．通信方式（领会）并行通信——在传输中只有1个数据位在设备之间进行传输，即使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，用于距离较远的通信。*114．通信方式（领会）串行数据通信的方向性结构有三种，即单工、半双工和全双工。*12发送设备接收设备通信连接数据流(a)单工3.3.2模拟数据通信和数字数据通信数据——传输信息的实体，可定义为有意义的实体，它涉及事物的存在形式。数据可分为模拟数据和数字数据两大类（识记

6、）信号——是数据的具体物理表现形式，是数据的电子或电磁编码。信号也可分为模拟信号和数字信号（识记）*13模拟信号时间上连续，包含无穷多个信号值；数字信号时间上离散，仅包含有限数目的信号值。ta）模拟信号tb）数字信号*14信息编码：将信息用二进制数表示的方法例如：ASCII编码、BCD编码等数据编码：将数据用物理量表示的方法例如：字符“A”的ASCII编码为01000001，其数据编码可能为01000001t*15信息通过数据通信系统进行传输的过程（领会）把携带信息的数据用物理信号形式通过信道传送到目的地信息和数据（二进制位）不能直接在信道上传输编码：

7、数据→适合传输的数字信号——便于同步、识别、纠错调制：数字信号→适合传输的形式——按频率、幅度、相位解调：接收波形→数字信号解码：数字信号→原始数据信息→数据→信号→在信道上传输→信号→数据→信息数据编码调制解调数据解码01000001“A”01000001“A”信道信息编码信息解码*16不同类型的信号在不同类型的信道上传输有4种情况：数据：模拟数据数字数据信号：模拟信号数字信号信道：模拟信道数字信道*17模拟传输和数字传输所使用的技术语音移频,调制模拟数字模拟模拟PCM编码数字数字数字编码数字模拟数据，模拟信号数字数据，模拟信号数字数据，数字信号模拟

8、数据，数字信号10101010调制*18编码与调制的区别编码：用数字信号承载数字或模拟数据调制