清華大學(xué)計算機網(wǎng)絡(luò)ch3(new)(已修改)
2024-10-28 13:42 本頁面
【正文】 第三章 數(shù)據(jù)通信的基本原理 主要內(nèi)容 數(shù)據(jù)通信的理論基礎(chǔ) 傅立葉分析 有限帶寬信號 信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率 數(shù)據(jù)通信技術(shù) 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 多路復(fù)用技術(shù) 通信線路的通信方式 通信交換技術(shù) 電路交換 報文交換 分組交換 交換結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)通信的理論基礎(chǔ) ( 1 ) 主要內(nèi)容： 信號在通信信道上傳輸時的數(shù)學(xué)表示及其所受到的限制。 傅立葉分析 任何一個周期為 T的有理周期性函數(shù) g(t) 可分解為若干項（可能無限多項）正弦和余弦函數(shù)之和： g(t) = c + + f = 1/T 基本頻率 an, bn n次諧波項的正弦和余弦振幅值 21 )2s in (1n ftann ????)2c o s (1n ftbnn ???? 數(shù)據(jù)通信的理論基礎(chǔ) (２ ) 已知 g(t)，求 c, an, bn 1) 將等式兩邊 從０到Ｔ積分 可得 c c = 2) 用 sin(2?kft)乘等式兩邊，并從０到Ｔ積分，可得 an an = 3) 用 cos(2?kft)乘等式兩邊，并從０到Ｔ積分，可得 bn bn = T2 ?T dtn fttg0 )2s in ()( ?T2T2 ?T dttg0 )(?T dtn fttg0 )2c o s ()( ? 數(shù)據(jù)通信的理論基礎(chǔ) ( 3 ) 有限帶寬信號 (Bandwidth Limited Signals) 對于二進制編碼０１１０００１０，其輸出電壓波形為： g(t) = ?????????????01010TtTTtTTtTTtTTt??????????878786868383880 數(shù)據(jù)通信的理論基礎(chǔ) ( 4 ) 其傅立葉分析的系數(shù)為： an = [cos(?n/4) cos(3 ?n/4) + cos(6 ?n/4) cos(7 ?n/4)] bn = [sin(3?n/4) sin( ?n/4) + sin(7 ?n/4) sin(6 ?n/4)] c = 3/8 Fig. 21 信號在信道上傳輸時的特性： ? 對不同傅立葉分量的衰減不同，因此引起輸出失真； ? 信道有截止頻率 fc, 0 ~ fc的振幅不衰減， fc以上的振幅衰減厲害，這主要由信道的物理特性決定， 0 ~ fc稱為信道的有效帶寬； ? 實際使用時，可以接入濾波器，限制用戶的帶寬； ? 通過信道的諧波次數(shù)越多，信號越逼真。 n?1n?1 數(shù)據(jù)通信的理論基礎(chǔ) ( 5 ) 波特率（ baud）和比特率（ bit）的關(guān)系： 波特率：信號每秒鐘變化的次數(shù)，也稱調(diào)制速率。 比特率：每秒鐘傳送的二進制位數(shù)。 波特率與比特率的關(guān)系取決于信號值與比特位的關(guān)系。 例：每個信號值可表示３位，則比特率是波特率的３倍； 每個信號值可表示１位，則比特率和波特率相同。 對于比特率為Ｂ bps的信道，發(fā)送８位所需的時間為 8/B秒，若 ８位為一個周期Ｔ，則一次諧波的頻率是： f1 = B/8 Hz 能通過信道的最高次諧波數(shù)目為： N = fc / f1 數(shù)據(jù)通信的理論基礎(chǔ) ( 6 ) 音頻線路的截止頻率為 3000Hz N = fc / f1 = 3000/(B/8) = 2400
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