【正文】 ）和歐洲的 30路 E1載波（ ）。 以16進(jìn)制調(diào)制為例 ， 采用 16PSK、 16QAM和 16APK的星座圖如下圖： 16QAM (a) 方型 16QAM星座； (b) 星型 16QAM星座 ( － 2 . 6 1 , 0 )( － 4 . 6 1 , 0 ) ( 2 . 6 1 , 0 ) ( 4 . 6 1 , 0 )( 0 , 2 .6 1 )( 0 , 4 .6 1 )( 0 , － 4 . 6 1 )( 0 , － 2 . 6 1 )( － 3 , 3 )( － 3 , 1 )－( － 3, － 3) ( 3 , － 3)( 3 , 1 )( 3 , 3 )( － 1, － 1) ( － 1 , 1 )( a ) ( b )? M=4, 16, 32, …, 256MQAM 信號的星座圖如圖 9 3 所示。 QAM中的振幅 Am和 Bm可以表示成： ???????AeBAdAmmmm式中 ， A是固定的振幅 ， (dm, em)由輸入數(shù)據(jù)確定 。 正交振幅調(diào)制 (QAM) 正交振幅調(diào)制的一般表達(dá)式為 tBtAty cmcm ?? s i nco s)( ??sTt ??0上式由兩個相互正交的載波構(gòu)成 ， 每個載波被一組離散的振幅 ｛ Am｝ 、 ｛ Bm｝ 所調(diào)制 ， 故稱這種調(diào)制方式為正交振幅調(diào)制 。 ? 充分地利用整個平面，將矢量端點重新合理地分布，則有可能在不減小最小距離的情況下，增加信號矢量的端點數(shù)目。在移動通信中，隨著微蜂窩和微微蜂窩的出現(xiàn)，使得信道傳輸特性發(fā)生了很大變化。 相移鍵控法（調(diào)相） 相移就是把振幅、頻率作為常量，而把相位作為變量，即： ?(t) 取不同的值表示不同的信息碼。 它把振幅和頻率定為常量 ， 而相位為變量 ， 每一種相位值代表一種信息元 。 FSK還常用于高頻無線傳輸 。 它把振幅和相位定為常量 ， 而頻率為變量 ， 每一種頻率值代表一種信息元 。在傳輸聲音的音頻線路中，傳輸?shù)牡湫退俾手荒苓_(dá)到1200bit/s。 它是把頻率和相位定為常量， 而振幅為變量 ， 每一種振幅值代表一種信息元 。 例如 ， 0對應(yīng)于頻率 f1， 而 1對應(yīng)于頻率 f2。 ? 調(diào)制解調(diào)器（ modem）的作用 – 調(diào)制 modulate：數(shù)字信號 —〉 模擬信號 – 解調(diào) demodulate：模擬信號 —〉 數(shù)字信號 ? 調(diào)制方法 – 調(diào)幅 AM 移幅鍵控法 ASK（ Amplitude Shift Keying） – 調(diào)頻 FM 移頻鍵控法 FSK（ Frequency Shift Keying） – 調(diào)相 PM 移相鍵控法 PSK（ Phase Shift Keying） – 混合調(diào)制方式： ? 正交調(diào)制 QAM（ Quadrature Amplitude Modulation）：調(diào)幅 +調(diào)相 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的模擬信號編碼 ?通過調(diào)制振幅 、 頻率和相位等載波特性或者這些特性的某種組合 ， 來對數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行編碼 。 進(jìn)行調(diào)制時 ， 常把正弦信號作為基準(zhǔn)信號或稱載波信號 。 調(diào)制與解調(diào) 2 實際使用時 ， 常將調(diào)制器和解調(diào)器合裝在一個設(shè)備 ， 使線路的一端同時具有調(diào)制和解調(diào)功能 ， 稱此設(shè)備叫調(diào)制解調(diào)器 （ MODEM） 。在這個傳輸過程中：語音信號以 300— 3400Hz頻率輸入，發(fā)送方的電話機把這個語音信號轉(zhuǎn)變成模擬信號，這個模擬信號經(jīng)過一個頻分多路復(fù)用器進(jìn)行變化，使得線路上可以同時傳輸多路模擬信號，當(dāng)?shù)竭_(dá)接收端以后再經(jīng)過一個解頻的過程把它恢復(fù)到原來的頻率范圍的模擬信號，再由接收方電話機把模擬信號轉(zhuǎn)換成聲音信號。 （ 3）利用已有線路可獲得更高的數(shù)據(jù)傳輸率。 模擬傳輸與數(shù)字傳輸 模擬通信：信號源發(fā)出的模擬信號，并且以模擬信號傳輸?，F(xiàn)在分為兩級，本地網(wǎng)上設(shè)省交換中心，各省的交換中心組成全連通網(wǎng)絡(luò)。 9）多電平碼 碼元取多個數(shù) (2n)之一 ,比特率大于波特率 . 缺點 : 抗干擾差 , 信號易畸變 . 練習(xí) . 0 0 1 1 0 1 0 0（ b ）曼徹斯特編碼（ c ）微分曼徹斯特編碼（ a ）不歸零（N R Z ）編碼高低高低高低五 .數(shù)字調(diào)制技術(shù) ? 我國的電話網(wǎng) ? 電話網(wǎng)，模擬線路。每位中間的跳變即可作為數(shù)據(jù)，又可作為時鐘，能夠自同步。 A: 逢“ 1”變化的 NRZ碼 原理：在每位開始時，逢“ 1”電平跳變，逢“ 0”電平不跳變。這樣，使用紅外技術(shù)的便攜計算機可將所有的通信硬件放在機內(nèi)。計算機網(wǎng)絡(luò)可以使用紅外技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。這種小站的天線直徑在 1米以下，因而每個衛(wèi)星小站的價格便宜。衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器將接收到的信號放大并變換到另一個頻段上 (下行頻段 )，發(fā)回地面上的接收站。 ? 地面微波系統(tǒng)由視野范圍內(nèi)的兩個互相對準(zhǔn)的發(fā)送天線和接收天線組成，長距離通信則需要多個中繼站組成微波中繼鏈路。微波的頻率范圍為 300Hz300GHz，這種頻率使得數(shù)據(jù)傳輸速率較高。與無線電波向各個方向傳播不同，微波傳輸集中于某個方向，可以防止他人截取信號。 ? 弱點：貴 圖2 . 5 8 光纖與電纜頻率－衰減關(guān)系圖6 2 . 5 / 1 2 5 μ m 漸變增強型多模光纖0 1 10 100 300 1 0 0 0頻率( M H z )衰減(dB/km)051015202530355 類U T P雙絞電纜圖為 光纖與電纜頻率與衰減關(guān)系圖 ?多模光纖和 5類雙絞線的衰減與頻率關(guān)系如圖所示，當(dāng)傳輸頻率超過 100MHz時， 5類雙絞線隨著頻率的增加衰減愈來愈大；而光纖在 300MHz以內(nèi)，衰減基本不變。 – 接收端：光電二極管檢測器 – 優(yōu)點： 1）通訊量大，幾十 Gbps。 ，光僅需一根光纖即可從一臺計算機傳輸數(shù)據(jù)到另一臺計算機。與雙絞線絞在一起以限制干擾不同，同軸電纜由一根為金屬屏蔽層所包圍的導(dǎo)線組成，如圖所示。 – 3) RG59u ? 阻抗 75Ω，直徑 。 常見的有 : – 1) RG58A/u 細(xì)纜 ? 阻抗 50Ω，直徑 。 – 特點：高速傳輸、便宜；抗電磁干擾能力差、不適宜遠(yuǎn)距離傳輸。 – 雙絞線分為屏蔽雙絞線（ STP， Screened Twsited Pair）和非屏蔽雙絞線 UTP（ Unscreened Twsited Pair）。例如，電流可用來在導(dǎo)線上傳輸數(shù)據(jù)，而無線電波可用來在空中傳輸數(shù)據(jù)。 發(fā)送時延的計算公式是： 發(fā)送時延 =數(shù)據(jù)塊長度 /信道帶寬 信道帶寬就是數(shù)據(jù)在信道上的發(fā)送速率 ， 它也常稱為數(shù)據(jù)在信道上的傳輸速率 。傳播時延的計算公式是： 傳播時延 =信道長度 /電磁波在信道上的傳播速率 電磁波在自由空間的傳播速率是光速，即*105km/s。它以接收信息中比特數(shù)占總傳輸比特數(shù)的比例來度量，通常應(yīng)低于 106。 ? 誤碼率 ? Pe=誤傳的碼元總數(shù) /傳送的碼元總數(shù) 可靠性與差錯校正 可靠性： 可用差錯率來表示。信號經(jīng)調(diào)制后信號狀態(tài)變化的次數(shù)，單位為波特 Band。碼元攜帶的信息量 n(比特 )與碼元取的離散值個數(shù) N有如下關(guān)系 ? n = log 2 N 數(shù)據(jù)傳輸速率 ? 信號速率 ：也稱為數(shù)據(jù)傳輸速率。一個‘ A’字符的 ASCII碼 01000001B就是由 8個碼元構(gòu)成。 熱噪聲出現(xiàn)的大小用信噪比（信號功率與噪聲功率之比）來衡量。設(shè) T為傳輸?shù)碾娒}沖信號的寬度或周期， N為電脈沖信號所有可能的狀態(tài)數(shù)，則信號速率為 S=1/T log2N（ bps） 調(diào)制速率 B：是脈沖信號經(jīng)過調(diào)制后的傳輸速率，以波特（ BAUD）為單位，通常用于表示調(diào)制器之間傳輸信號的速率。 數(shù)據(jù)傳輸速率 指通信線上傳輸信息的速度。 比特率：每秒鐘傳送的二進(jìn)制位數(shù)。 頻帶利用率 在比較不同通信系統(tǒng)的效率時，單看它們的信息傳輸速率是不夠的，或者說，即使兩個系統(tǒng) 的信息速率相同，它們的效率也可能不同，所以還要看傳輸這樣的信息所占的頻帶。在二進(jìn)制通信系統(tǒng)中，信息傳輸速率 R(比特／秒 )等于信號速率。它表示單位時間內(nèi) (每秒 )信道上實際傳輸?shù)姆杺€數(shù)或 脈沖個數(shù) (可以是多進(jìn)制 )。 ?帶寬的單位就是比特每秒（ bit/s） ， 而更常用的帶寬單位是千比特每秒 kbit/s、 兆比特每秒 Mbit/S（ 106bit/s）、 吉比特每秒 Gbit/s（ 109bit/s）或太比特 Tbit/S（ 1012bit/s）。 串行 通信方式 串行傳輸與并行傳輸 并 行傳輸 :數(shù)據(jù)在 多 個信道上 同時 傳輸 。 一 ） 串行傳輸與并行傳輸 串行傳輸 :數(shù)據(jù)在一個信道上一位一位依次傳輸 。 通信方式（ 3） 單工、半雙工和全雙工 發(fā)方 收方 A方 A方 B方 B方 串行傳輸 與并行傳輸 串行傳輸：指一位一位地傳送數(shù)據(jù)，從發(fā)送端到接收端只要一根傳輸線即可。 寬帶傳輸?shù)膬?yōu)點 一般說，寬帶傳輸與基帶傳輸相比有以下優(yōu)點： (1)能在一個信道中傳輸聲音、圖像和數(shù)據(jù)信息，使系統(tǒng)具有多種用途； (2)一條寬帶信道能劃分為多條邏輯基帶信道，實現(xiàn)多路復(fù)用，因此信道的容量大大增加； (3)寬帶傳輸?shù)木嚯x比基帶遠(yuǎn)，因基帶直接傳送數(shù)字，傳輸?shù)乃俾视?，傳輸?shù)木嚯x愈短。 數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕拘问?3 寬帶是指比音頻帶寬更寬的頻帶，指傳輸介質(zhì)的頻帶寬度較寬的信息傳輸，一般在 300400MHz左右。數(shù)字信號的基本頻帶是從 0至若干兆赫，由傳輸速率決定。 在計算機中有所謂物理信道和邏輯信道之分。是數(shù)據(jù)的具體表示形式。 模擬數(shù)據(jù)：如果數(shù)據(jù)在某個時間取連續(xù)值 ,則稱為模擬數(shù)據(jù) .例如溫度和壓力。 通信系統(tǒng)模型： 信息源 發(fā)信機 傳輸介質(zhì) 收信機 受信者 噪聲源 信息源 傳輸介質(zhì) 收信機 受信者噪聲源數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)概述 數(shù)據(jù)通信的基本概念 通信的目的是交換信息 (Information)； 信息：數(shù)據(jù)的內(nèi)容和解析。頻分多路復(fù)用 FDM / 時分多路復(fù)用 TDM 國際電信聯(lián)盟 ITU（ International Telemunication Union） 碼元 雙工 /半雙工 /全雙工 本章關(guān)鍵術(shù)語 : 信道 (channel) 模擬信號 (analog signal) 非屏蔽雙絞線 UTP（ Unshielded Twsited Pair） 復(fù)用技術(shù) (multiplexing) 曼徹斯特編碼 現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)實際上是一個計算機網(wǎng)絡(luò) ，由數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)兩部分組成 。 數(shù)據(jù)的兩種分類： 數(shù)據(jù)可分為模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)兩種。 0V ( t )t模擬信號信號：是數(shù)據(jù)的電磁波或電編碼。 按照信道中傳輸?shù)男盘柗诸悾砂研诺婪譃槟M信道和數(shù)字信道 。 數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕拘问? 基帶傳輸： 所謂基帶，就是指電信號所固有的基本頻帶，簡稱基帶。這種把數(shù)據(jù)信號經(jīng)過調(diào)制后再傳送，到接收端后又 經(jīng)過解調(diào)還原成原來信號的傳輸，稱為頻帶傳輸。寬帶傳輸系統(tǒng)多是模擬信號傳輸系統(tǒng)。 支持?jǐn)?shù)據(jù)雙向同時流動 ， 線路有兩條或四條 。目前，計算機內(nèi)部操作多用并行傳輸，當(dāng)采用串行傳輸時，發(fā)端通過并 /串轉(zhuǎn)換設(shè)備將并行數(shù)據(jù)流變?yōu)榇袛?shù)據(jù)流，在接收端又通過串 /并行設(shè)備，還原為 8位并行數(shù)據(jù)。 3. 需要實施同步措施 ，以確保不產(chǎn)生錯字 。 并行 通信方式（ 2） 帶寬 : ?“ 帶寬”是指在信道上（或一段鏈路上）能夠傳送的數(shù)字信號的速率，即數(shù)據(jù)率或比特率 。 帶寬 2 工作速率 符號速率又叫信號速率，記為 N。它表示單位時間內(nèi)系統(tǒng)傳輸 (或信源發(fā)出 )的信息量，即二進(jìn)制碼元數(shù)。它們的關(guān)系為式中 m為符號的進(jìn)制數(shù) 。 用單位頻帶內(nèi)的符號速率描述系統(tǒng)的傳輸效率，即每赫的波特數(shù)： η=符號速率 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。 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 /