数据通信基础01教程文件.ppt

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1、数据通信基础01数据通信模型信源噪声源变换器信道反变换器信宿信息原始的电信号适合传输的电信号原始的电信号信息DTE-电路－DCE网络世界有你有我基本概念1、数据与信号数据是对客观事物特征的描述，是信息的载体，分为模拟数据和数字数据；可以是各种进制的数或字符、图象等。在计算机中用2进制数来表示数据。信号是随时间变化的电压或电流，是数据的具体物理表现，是数据的电磁编码，是数据的载体。在计算机中用电位的高低表示0，1。网络世界有你有我基本概念2、模拟信号与数字信号数据通过信号可以进行传播----数据通信数据通信可以用模拟信号，也可以用数字信号模拟信号

2、：随时间连续变化的信号数字信号：离散变化的信号可以表示模拟数据也可以表示数字数据，是计算机网络通信的数据的主要载体。网络世界有你有我基本概念3、信息“熵”的减少4、信道传输信息的通道，（物理信道/逻辑信道)物理信道：传送数据或信号的物理通道也叫通信链路由传输介质和相关设备组成逻辑信道：在物理信道的基础上，通过节点的内部连接实现也叫数据链路网络世界有你有我基本概念5、数据传输速率（信息速率）每秒内传送的二进制位数（每秒传送的信息量）单位bpsb/sS=1/Tlog2n1/T每秒的单位脉冲数Log2n每一个电脉冲信号所表示的二进制位数n状态数（进制

3、）网络世界有你有我基本概念6、波特率Baud（码元速率）单位时间传送码元的个数每秒信号状态变化的次数S=Blog2kS：传输速率B：波特率k：相数S=B（k=2）S=2B（k=4）网络世界有你有我基本概念7、信道容量信道内数据传输速率的极限值无噪信道的H.Nyguist公式C=2B有噪信道的Shannon公式C=Blog2(1+S/N)B：为信道的带宽（单位为赫兹）S：为信道内所传信号的平均功率N：为信道内部的高斯噪声功率网络世界有你有我信道容量噪声通常以信号功率和噪声功率之比来度量，这个比值叫做信噪比；信道容量公式中，S/N则为信噪比；通常，

4、并不使用信噪比本身，而是使用10lgS/N，其单位为分贝(dB)，如果S/N为10，则是10dB，S/N为100则是20dB，S/N为1000是30dB，依此类推；Shannon公式表明：信道的带宽越大或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率就越高。网络世界有你有我数字信号通过实际的信道有失真，但可识别失真大，无法识别实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）发送信号波形接收信号波形发送信号波形实际的信道（带宽受限、有噪声、干扰和失真）接收信号波形失真，原因？网络世界有你有我信道容量要提高信息的传输速率，就需要采用多元制的调制方法。例如，当采

5、用16元制时，一个码元可携带4个比特的信息。一个标准电话话路的频带为3003400Hz，即带宽为3100Hz。在这频带中接近理想信道的也就是靠中间的一段，其带宽约为2400Hz左右。如使信号的传输速率为2400波特，通过4位/波特调制，则信息的传输速率可达到9600bit/s。从Shannon公式可以很容易地计算出在这种情况下所需信噪比的最低值。对于3.1kHz带宽的标准电话信道，如果信噪比S/N=2500，那么由仙农公式可以知道，无论采用何种先进的编码技术，信息的传输速率一定不可能超过由仙农公式算出的极限数值，即35000bit/s左右。网

6、络世界有你有我基本概念8、误码率码元传输出错的概率Pe=Ne/NN：传输码元总数Ne：出错码元数9、带宽（Bandwidth）指信道所能传送的信号的最高频率与最低频率之差；它由传输介质、接口部件、传输协议等因素决定；带宽一定程度上体现了信道的传输性能，是衡量传输系统的重要指标；信道容量、传输速率、抗扰性能等指标均影响信道的带宽。网络世界有你有我傅里叶分析和有限带宽信号19世纪初叶，法国数学家吉·傅里叶证明：任何正常的周期为T的函数g(t)都可以由无限个正弦和余弦函数合成：g(t)：有持续时间的数字信号c/2：信号g(t)在周期T内的平均值－直流

7、分量an、bn：是正弦和余弦函数n次谐波的振幅n＝1时,a1cos(2nft)和b1sin(2kft)的合成频率为正弦分量；n>1时为n次谐波分量g(t)=直流分量+基波分量+高次谐波分量网络世界有你有我傅里叶分析和有限带宽信号假定传送一个8比特字节编码的ASCII字符“b”其编码为“01100010”下下页图左边示出了计算机发送该字符时的输出电压，对此信号对应的周期函数g(t)进行傅氏变换可得到下列系数：网络世界有你有我傅里叶分析和有限带宽信号若干个低次谐波幅度的均方根值示于图(a)的右部。计算这些均方根值是因为它们的平方与相应频率的谐波

8、所传送的能量成正比。计算振幅的均方根值公式是：例如，图示中的一次谐波振幅的方均根值为0.244，2次谐波振幅的均方根值为0.503，3至8次谐波振幅的