第2章 数据通信技术基础ppt课件.ppt

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1、第2章数据通信技术基础主要内容：传输信道数据编码数据压缩差错控制多路复用数字复接数据通信系统的基本组成2.1传输信道信道的概念：指以传输介质为基础的信号通路。广义信道：包含传输媒体和完成各种形式的信号变换功能的设备。如：调制信道、编码信道。狭义信道：仅指传输媒体本身，能够传输信号的任何抽象的或具体的通路，如：电话线、同轴电缆、光纤、微波、短波等。数字信道的深入分析（1）当奇次谐波更丰富时，合成的波形将更逼近方波。数字信道的深入分析（2）典型的数字信道典型数字信道：平稳、无记忆、对称、离散，可为二进制或多进制。平稳：对任何码元来说，正确或错误传输的概率与发生时间无关；无记忆：

2、接收到的第i个码元仅与发送的第i个码元有关，与前面的其他码元无关；对称：指任一个码元正确传输和错误传输的概率与这个码元是哪一种无关。信道容量信道容量是指通信系统最大的信息传输速率。我们在设计一个通信系统时，通常信道的带宽一定，要考虑信道的容量可以通过理论计算出极限值；或者要求信道容量，要计算需要的信道带宽。主要是通过奈奎斯特和香农两个定理来计算。模拟信道的信道容量香农公式:在加性高斯白噪声信道中，传输功率受限的信号，信道极限传输速率（信道容量）为：C=Blog2(1+S/N)其中B为信道频带宽度，S/N是平均信号噪声功率比（信噪比）例题：已知数据传输信道，信噪比为30dB，

3、带宽为3kHz，求信道的最大数据传输速率。(30kbps)数字信道的信道容量1924年，奈奎斯特（H.Nyquist）推导出无噪声、对称无记忆的有限带宽数字信道的最高传输率公式（奈奎斯特准则）：C=2Blog2L(bit/s)B为信道带宽，L为数据使用的进制数；奈奎斯特准则是理想的最大值，实际系统无法超越。例题普通电话线路带宽约3kHz，请计算其传输二进制码元速率极限值。若码元采用16QAM调制，计算其最大信息传输速率。课堂作业对于带宽为3KHz的信道，若有8种不同的物理状态来表示数据（例如8QPSK调制方式），信噪比为20dB，问：结合Nyquist定理和Shannon

4、定理计算最大限制的数据速率是多少？双绞线平衡传输的原理双绞线大多采用平衡传输，采用了平衡发差分收。平衡就是没有地，信号在两条线间。差分收可以抵消共模干扰。5类UTP网线头的定义网卡使用1、2；3、6两对平衡线作为收和发颜色线和同颜色带白色条纹的线在电缆中是扭成对的。建议的顺序是：橙白，橙；蓝白，绿；绿白，蓝；棕白，棕12345678有线传输—同轴电缆有线传输—光纤有线传输—光缆结构有线传输—光纤种类光纤传输通信系统无线传输信道—微波中继信道无线传输信道—卫星中继信道卫星通信:是利用人造卫星作为中继站的一种通信方式。卫星信道的特点：1.覆盖地区大、通信距离远；2.具有多址连接

5、能力；3.频带宽、容量大；4.通信机动灵活；5.通信稳定可靠；6.建站费用与距离无关。无线传输信道—卫星中继信道2.2数据编码技术三个重要概念：信源编码：将原始的消息转换成用代码表示的数据的转换过程。信道编码：为提高数据信号传输可靠性采取的差错控制技术。数据安全：为了提高数据的安全性，而将原始数据进行的加密处理。2.3数据压缩技术冗余度压缩：也成为无损压缩、无失真压缩、可逆压缩等；根据香农信息论，数据是信息和冗余度的组合，去掉冗余或减少冗余实现的压缩方法。熵压缩：也成为有损压缩，不可逆压缩。是允许一定程度的失真情况下的压缩，这种压缩可能有较大的压缩比，但损失的信息不能再恢复

6、。几种常见的声音编码常见的语音压缩编码语音压缩方案的选择软件压缩方案速率音质抗环境噪声能力抗误码能力传输音频特性算法公开性算法复杂程度芯片压缩方案芯片尺寸芯片功耗附带的AD/DA等功能成本代表芯片：CMX618、AMBE20002.4差错控制技术基本概念信息码元：指原始的数字码元。监督码元：为了纠检错而在信息码元后增加的“冗余”码元。码字：由信息码元与监督码元组成的定长数字序列。码集：码字的集合体。码重：码字中“1”的数目。例如10011011的码重=5。码距：两个等长码字之间，对应位上不同取值的个数。例如10011010和11100011码距为5。最小码距：在一个码集中，

7、全部码距的最小者。编码效率：在一个码字中信息位所占的比重，强调增加监督码元实现纠检错，提高了传输可靠性，但是以降低编码效率为代价的。差错控制的基本方式最小码距与纠检错能力关系在一个码集中要检测e个错误，要求最小码距满足：dmin≥e+1在一个码集中，要纠正t个错误，要求最小码距满足：dmin≥2t+1在一种码集中纠正t个错误同时检测e（e≥t）个错误，最小码距满足：dmin≥t+e+1行列奇偶监督码字符代码奇偶位（偶校验位）0010111001000001101011001111000011000011111100