【正文】 完美WORD格式 數(shù)據(jù)通信技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 數(shù)據(jù)通信技術(shù)　 模擬數(shù)據(jù)通信和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信 　　　　　　　1)數(shù)據(jù)－定義為有意義的實(shí)體。數(shù)據(jù)可分為模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。模擬數(shù)據(jù)是在某區(qū)間內(nèi)連續(xù)變化的值；數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是離散的值。　　　　2)信號(hào)－是數(shù)據(jù)的電子或電磁編碼。信號(hào)可分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)是隨時(shí)間連續(xù)變化的電流、電壓或電磁波；數(shù)字信號(hào)則是一系列離散的電脈沖。可選擇適當(dāng)?shù)膮⒘縼肀硎疽獋鬏數(shù)臄?shù)據(jù)?！　　　?)信息－是數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解釋。　　　　4)信源－通信過程中產(chǎn)生和發(fā)送信息的設(shè)備或計(jì)算機(jī)。　　　　5)信宿－通信過程中接收和處理信息的設(shè)備或計(jì)算機(jī)?！　　　?)信道－信源和信宿之間的通信線路?！　　　　　　∧M信號(hào)和數(shù)字信號(hào)可通過參量(幅度)來表示： 模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)的表示 　　　　　　模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)都可以用模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)來表示，因而無論信源產(chǎn)生的是模擬數(shù)據(jù)還是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，在傳輸過程中都可以用適合于信道傳輸?shù)哪撤N信號(hào)形式來傳輸。　　1)模擬數(shù)據(jù)可以用模擬信號(hào)來表示。模擬數(shù)據(jù)是時(shí)間的函數(shù)，并占有一定的頻率范圍，即頻帶。這種數(shù)據(jù)可以直接用占有相同頻帶的電信號(hào)，即對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)來表示。模擬電話通信是它的一個(gè)應(yīng)用模型?！　　　?)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以用模擬信號(hào)來表示。如Modem可以把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)制成模擬信號(hào)；也可以把模擬信號(hào)解調(diào)成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。用Modem撥號(hào)上網(wǎng)是它的一個(gè)應(yīng)用模型?！　　　?)模擬數(shù)據(jù)也可以用數(shù)字信號(hào)來表示。對(duì)于聲音數(shù)據(jù)來說，完成模擬數(shù)據(jù)和數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換功能的設(shè)施是編碼解碼器CODEC。它將直接表示聲音數(shù)據(jù)的模擬信號(hào)，編碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制流近似表示的數(shù)字信號(hào)。而在線路另一端的CODEC,則將二進(jìn)制流碼恢復(fù)成原來的模擬數(shù)據(jù)。數(shù)字電話通信是它的一個(gè)應(yīng)用模型。　　　　4)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以用數(shù)字信號(hào)來表示。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可直接用二進(jìn)制數(shù)字脈沖信號(hào)來表示，但為了改善其傳播特性，一般先要對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)專線網(wǎng)DDN網(wǎng)絡(luò)通信是它的一個(gè)應(yīng)用模型?！　　　　　?)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)都可以在合適的傳輸媒體上進(jìn)行傳輸()； 模擬數(shù)據(jù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)的傳輸表示 　　　　2)模擬信號(hào)無論表示模擬數(shù)據(jù)還是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),在傳輸一定距離后都會(huì)衰減?？朔霓k法是用放大器來增強(qiáng)信號(hào)的能量，但噪音分量也會(huì)增強(qiáng)，以至引起信號(hào)畸變?！　　　?)數(shù)字信號(hào)長(zhǎng)距離傳輸也會(huì)衰減，克服的辦法是使用中繼器，把數(shù)字信號(hào)恢復(fù)為0、1的標(biāo)準(zhǔn)電平后繼續(xù)傳輸?！?數(shù)據(jù)通信中的主要技術(shù)指標(biāo)　　　　　1)數(shù)據(jù)傳輸速率每秒傳輸二進(jìn)制信息的位數(shù)，單位為位/秒，記作bps或b/s。　　　　　　　　　　計(jì)算公式: S=1/T*log2N(bps)　......⑴　　　　　　　　式中 T為一個(gè)數(shù)字脈沖信號(hào)的寬度(全寬碼)或重復(fù)周期(歸零碼)單位為秒；　　　　 　　　　　　　　　N為一個(gè)碼元所取的離散值個(gè)數(shù)?！　　　　　　　⊥ǔ?N=2K，K為二進(jìn)制信息的位數(shù)，K=log2N。　　　　 　　　　　　N=2時(shí)，S=1/T，表示數(shù)據(jù)傳輸速率等于碼元脈沖的重復(fù)頻率。　　　　2)信號(hào)傳輸速率單位時(shí)間內(nèi)通過信道傳輸?shù)拇a元數(shù)，單位為波特，記作Baud?！　　　　　　　　∮?jì)算公式: B=1/T (Baud)　　 ......⑵　　　　　　　　式中 T為信號(hào)碼元的寬度，單位為秒．　　　　信號(hào)傳輸速率,也稱碼元速率、調(diào)制速率或波特率?！　　　∮散?、⑵式得：　S=B*log2N　(bps)　　　　　 ......⑶　　　　　　　　　　　　　　　　或　B=S/log2N　(Baud)　　　　　......⑷　[例1]采用四相調(diào)制方式，即N=4，且T=833x106秒，則　　　　　　S=1/T*log2N=1/(833x106)*log24=2400 (bps)　　　　　　B=1/T=1/(833x106)=1200 (Baud)　　　　　1)信道容量表示一個(gè)信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，單位：位/秒(bps)　　　　信道容量與數(shù)據(jù)傳輸速率的區(qū)別是，前者表示信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率，是信道傳輸數(shù)據(jù)能力的極限，而后者是實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸速率。像公路上的最大限速與汽車實(shí)際速度的關(guān)系一樣?！　　　?)離散的信道容量　　　　　奈奎斯特(Nyquist)無噪聲下的碼元速率極限值B與信道帶寬H的關(guān)系：　　　　　　　　　　　　　　B=2*H (Baud)　　　　　　　......⑸　　　　　奈奎斯特公式無噪信道傳輸能力公式：　　　　　　　　　　　　　　C=2*H*log2N (bps)　　　　　......⑹　　　　　　　　　式中 H為信道的帶寬，即信道傳輸上、下限頻率的差值，單位為Hz；　　　　 　　　　　　　　　N為一個(gè)碼元所取的離散值個(gè)數(shù)?！例2]普通電話線路帶寬約3kHz，則碼元速率極限值B=2*H=2*3k=6kBaud ；　　　　　　若碼元的離散值個(gè)數(shù)N=16，則最大數(shù)據(jù)傳輸速率C=2*3k*log216=24kbps。　　　　3)連續(xù)的信道容量　　　香農(nóng)公式帶噪信道容量公式：　　　　　　　　　　C=H*log2(1+S/N) (bps)　　 ......⑺　　式中 S為信號(hào)功率，　　　　 N為噪聲功率，　　　　 S/N為信噪比，通常把信噪比表示成10lg(S/N)分貝(dB)。　[例3]已知信噪比為30dB，帶寬為3kHz，求信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率。　　　　∵ 10lg(S/N)=30 ∴ S/N=1030/10=1000　　　　　∴ C=3klog2(1+1000)≈30k bps　。　　　　它是衡量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)在正常工作情況下的傳輸可靠性的指標(biāo)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，一般要求誤碼率低于106，若誤碼率達(dá)不到這個(gè)指標(biāo)，可通過差錯(cuò)控制方法檢錯(cuò)和糾錯(cuò)?！　　　　≌`碼率公式：　　　　　　　　　　　　　　　　　Pe=Ne/N　　　　　　　　　 ......⑻　　　　　　　　　式中 Ne為其中出錯(cuò)的位數(shù)；　　　　 　　　　　　　N 為傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總數(shù)?！?通信方式　　　　并行通信傳輸中有多個(gè)數(shù)據(jù)位，同時(shí)在兩個(gè)設(shè)備之間傳輸。發(fā)送設(shè)備將這些數(shù)據(jù)位通過對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)線傳送給接收設(shè)備，還可附加一位數(shù)據(jù)校驗(yàn)位。接收設(shè)備可同時(shí)接收到這些數(shù)據(jù)，不需要做任何變換就可直接使用。并行方式主要用于近距離通信。計(jì)算機(jī)內(nèi)的總線結(jié)構(gòu)就是并行通信的例子。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快，處理簡(jiǎn)單。 并行數(shù)據(jù)傳輸 　　　串行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，數(shù)據(jù)是一位一位地在通信線上傳輸?shù)模扔删哂袔孜豢偩€的計(jì)算機(jī)內(nèi)的發(fā)送設(shè)備，將幾位并行數(shù)據(jù)經(jīng)并串轉(zhuǎn)換硬件轉(zhuǎn)換成串行方式，再逐位經(jīng)傳輸線到達(dá)接收站的設(shè)備中，并在接收端將數(shù)據(jù)從串行方式重新轉(zhuǎn)換成并行方式，以供接收方使用。串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣纫炔⑿袀鬏斅枚?，但?duì)于覆蓋面極其廣闊的公用電話系統(tǒng)來說具有更大的現(xiàn)實(shí)意義。 串行數(shù)據(jù)傳輸 　　　串行數(shù)據(jù)通信的方向性結(jié)構(gòu)有三種，即單工、半雙工和全雙工。 單工、半雙工、全雙工　　單工數(shù)據(jù)傳輸只支持?jǐn)?shù)據(jù)在一個(gè)方向上傳輸；　　　半雙工數(shù)據(jù)傳輸允許數(shù)據(jù)在兩個(gè)方向上傳輸，但是，在某一時(shí)刻，只允許數(shù)據(jù)在一個(gè)方向上傳輸，它實(shí)際上是一種切換方向的單工通信；　　　全雙工數(shù)據(jù)通信允許數(shù)據(jù)同時(shí)在兩個(gè)方向上傳輸，因此，全雙工通信是兩個(gè)單工通信方式的結(jié)合，它要求發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備都有獨(dú)立的接收和發(fā)送能力。 數(shù)據(jù)編碼技術(shù)和時(shí)鐘同步　 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號(hào)編碼 　　　　為了利用廉價(jià)的公共電話交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的遠(yuǎn)程通信，必須將發(fā)送端的數(shù)字信號(hào)變換成能夠在公共電話網(wǎng)上傳輸?shù)囊纛l信號(hào)，經(jīng)傳輸后再在接收端將音頻信號(hào)逆變換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)互換的設(shè)備稱作調(diào)制解調(diào)器(Modem)。 遠(yuǎn)程系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)器 　　模擬信號(hào)傳輸?shù)幕A(chǔ)是載波，載波具有三大要素：幅度、頻率和相位，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可以針對(duì)載波的不同要素或它們的組合進(jìn)行調(diào)制?！　　　　?shù)字調(diào)制的三種基本形式：移幅鍵控法ASK、移頻鍵控法FSK、移相鍵控法PSK。 數(shù)字調(diào)制的三種基本形式 　　在ASK方式下，用載波的兩種不同幅度來表示二進(jìn)制的兩種狀態(tài)。ASK方式容易受增益變化的影響，是一種低效的調(diào)制技術(shù)。在電話線路上，通常只能達(dá)到1200bps的速率?！　　　≡贔SK方式下，用載波頻率附近的兩種不同頻率來表示二進(jìn)制的兩種狀態(tài)。在電話線路上，使用FSK可以實(shí)現(xiàn)全雙工操作，通?？蛇_(dá)到1200bps的速率?！　　　≡赑SK