2.2数据通信的基础知识

目录

  • 2.2数据通信的基础知识
    • 2.2.1数据通信系统的模型
      • 数据通信常用术语
    • 2.2.2 有关信道的几个基本概念
      • (1)常用编码方式
      • (2)基本的带通调制方法
    • 2.2.3 信道的极限容量
      • (1)信道能够通过的频率范围
      • (2)信噪比
      • 练习

2.2数据通信的基础知识

数据通信基本概念

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2.2.1数据通信系统的模型

  • 三大部分:源系统(或发送端、发送方)、传输系统(或传输网络)和目的系统(或接收端、接收方)

数据通信系统模型:

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数据通信常用术语

  • 通信是在源点与终点之间传递消息或者信息,但信息和消息有着不同的概念

  • 消息是指能向人们表达客观物质运动和主观思维活动的文字、符号、数据、语音和图像等

    • 能被通信双方所理解
    • 可以相互传递
  • 信息是指包含在消息中对通信者有意义的那部分内容,消息是信息的载体

  • 数据是对某一事实的不经解释并赋予一定含义的数字、字母、文字等符号及其组合的原始表达,是运送消息的实体,分为模拟数据和数字数据

  • 信号是消息的载体(比如电信号、光信号等),是数据的电气的或电磁的表现

    • 在通信系统中,消息是通过电信号来传递的,电信号有模拟信号和数字信号

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2.2.2 有关信道的几个基本概念

  • 信道:信号传输的通道(传输媒介),按照数据信号在信道上的传送方向与时间的关系,传输方式可分为三类:
    • 单向通信(单工通信):只能有一个方向的通信,没有反方向的交互
    • 双向交替通信(半双工通信):通信的双方都可以发送信息,但双方不能同时发送(当然也就不能同时接受)
    • 双向同时通信(全双工通信):通信的双方可以同时发送和接受信息

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  • 基带信号(即基本频带信号)

    • 信源发出的没有经过调制的原始信号(模拟的或者数字的)
    • 包含有较多的低频成分,甚至有直流成分
  • 调制:让信号可以在相应信道中传输

    • 基带调制(编码coding):仅对基带信号的波形进行变换,把数字信号转换为另一种形式的数字信号,例如用不同电压表示0和1
    • 带通调制:使用载波(carrier)进行调制,把基带信号的频率范围搬移到较高的频段,并转换为模拟信号。经过载波调制后的信号称为带通信号(即仅在一段频率范围内能够通过信道)

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(1)常用编码方式

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数字信号常用的编码方式

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  • 信号频率:
    • 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码产生的信号频率比不归零制高
  • 自同步能力:
    • 不归零制不能从信号波本身中提取信号时钟频率(没有自同步能力
    • 曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码具有自同步能力

(2)基本的带通调制方法

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最基本的三种调制方法

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正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)

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2.2.3 信道的极限容量

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(1)信道能够通过的频率范围

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(2)信噪比

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香农公式:

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  • 香农公式表明:信道的带宽或信道中的信噪比越大,则信息的极限传输速率就越高
  • 香农公式的意义在于:只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率,就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输

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如何提高信息的传输速率?

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练习

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