【正文】 /Ｎ是信噪比， Ps是信號的平均功率， Pn是噪聲的平均功率 nsPPNS ? ? 有時為了使用方便也會采用分貝 （ dB） 來表示信噪比 ， 公式如下 ????????????????????????NSlg10PPlg10NSnsdB 香農(nóng)定理 ? 給出了一種計算傳輸速率上限的方法 。 – 干擾信號頻率可能是： f1 ＋ f2 ； f1－ f2； 2f1 2f2 ； 2f1＋ f2 ； mf1+mf2… ? 串音： 又稱串擾 ， 它是由一個信道中的信號對另一個信道中的信號產(chǎn)生的干擾 。 如何克服 ? 噪聲 ? 交調噪聲： 多個不同頻率的信號共享一個傳輸媒介時可能產(chǎn)生的噪聲 ， 通常是通信系統(tǒng)中存在非線性因素造成的 。 – 白噪聲：功率譜密度在這個頻率范圍內分布均勻的噪聲。 噪聲 ? 熱噪聲： 由帶電粒子在導電媒介中進行的分子熱運動造成的 （ 絕對存在的 ）無法被消除的 。 失真 ? 根據(jù)產(chǎn)生的原因不同分為振幅失真 ，延遲失真 。 ? D=10lg(p1/p2) D單位： dB 21lg2021lg2021lg10D 21 P2P1 1P2P1 t h e n 0D if21 P2P1 1P2P1 t h e n 0D if22IIUUPPRIRUPPPPP???????????所以出現(xiàn)了增益到即功率從出現(xiàn)了衰損到即功率從? 例 ：假設在傳輸系統(tǒng)上傳輸?shù)男盘柧哂?2mW的功率 ， 而在一定距離遠的某處測得功率為 7mW， 試求出這段線路上信號的衰損 。 特別是在遠距離通信時不可忽視 ， 在適當位置設立 放大器 /轉發(fā)器 /中繼器 來增加強度 。 ? 為了減小系統(tǒng)失真，要求系統(tǒng)有足夠的帶寬，而且信號帶寬越寬，系統(tǒng)的帶寬相應地也要越寬。 ? 半功率帶寬 是信號 f(t)一個頻率區(qū)間，在該區(qū)間內的頻率分量對 f(t) 功率的貢獻是整個信號功率的一半。所謂 信號的有效帶寬就是指包含信號大部分功率的這部分頻譜的寬度。 – 一般而言，任何一個有限時間的信號之頻譜寬度是無限的即信號頻譜中各分量的頻率理論上可擴展至無限。 – 系統(tǒng)的帶寬 （ 或者說信道帶寬）通常是指系統(tǒng)的頻率響應（幅度特性）曲線的幅度保持在其頻帶中心的取值的 倍（即 70%）以內的頻率區(qū)間，該頻率區(qū)間寬度是最高分量頻率與最低分量頻率之差。 ? 帶寬 (Bandwidth)： 信號或信道占據(jù)的頻率范圍 。 傳輸速率 ? 例 若以若以異步方式傳輸 EBCDIC碼，數(shù)據(jù)信號速率為 2400bps，且停止位的長度是 2位，試求相應的數(shù)據(jù)傳輸速率。log24=2400 2=4800（ bit/s） 二者關系：與基數(shù)有關，如： 波特率 1200 1200 1200 1200 調制相數(shù) 2 4 8 16 比特率 1200 2400 3600 4800 傳輸速率 ? ： 單位時間內傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量 ， 數(shù)據(jù)量的單位為：比特 、 字符等 ， 時間的單位可以是 s， m， h等 。 傳輸速率 i 例 ： 若采用串行傳輸方式，且一個單位調制信號波的時間長度為 417 106秒，那么在使用 2狀態(tài)調制時，數(shù)據(jù)信號速率為多少？若使用 4狀態(tài)調制，則數(shù)據(jù)信號速率又為多少？ 傳輸速率 i 解： 當 M=2時 RB=1/T≈2400 （波特） 根據(jù)公式（ ）可得 Rb=RBlog2M=2400 （公式 ） 傳輸速率 i ?在串行傳輸方式下 波特率 與 比特率 之間的關系取決于 調制信號波的狀態(tài)數(shù) 。 ?調制速率可表示為： RB＝ 1/T ； （ ） T為 碼元或 調制信號周期 傳輸速率 例 ： 如圖 ，其中一個“ 0”或 “ 1”狀態(tài)的最短時間長度為 417 106秒，試求調制速率。指單位時間所傳送的碼元 (即脈沖 )數(shù)目，或者表示信號調制過程中單位時間內調制信號波形的變換次數(shù)。 ? SYN同步符 ? SOH報文頭開始 ? STX正文開始 ? ETX正文結束 ? BCC校驗 二進制同步通信規(guī)程 高級數(shù)據(jù)鏈路控制 幀格式（ HDLC） 同步傳輸 傳輸速率 ?傳輸速率 就是指在單位時間內傳輸?shù)男畔⒘?，即信息速率；它是評價通信系統(tǒng)好壞優(yōu)劣的重要標準；在數(shù)據(jù)傳輸經(jīng)常用到的指標有 調制速率 ， 數(shù)據(jù)信號速率 和 數(shù)據(jù)傳輸速率 。 01111110 01111110 B A X ... ... 01111110 SYN SYN B A X ... ... SYN 同步字符 (一個或多個 ) 同步位模式 (一個或多個 ) 可變長度的位數(shù)據(jù)塊 可變長度的字符數(shù)據(jù)塊 面向比特方案 面向字符方案 異步傳輸與同步傳輸 ? 同步傳輸每次傳送的是一個完整的數(shù)據(jù)幀，發(fā)送端無需在字符間加入附加位和間隙，因而同步傳輸?shù)男时犬惒絺鬏數(shù)男矢摺? 異步傳輸與同步傳輸 5） 應用：低速傳輸系統(tǒng)，因為其傳輸效率較低，如傳輸一個 ASCⅡ 碼，數(shù)據(jù)代碼 7位， 1位起止位， 2位停止位， 1位校驗位，其效率 7/(7+1+1+2)≈64 ％且字符之間還可能有空隙 ? 異步傳輸是 字符 內的同步，字符間的異步。 異步傳輸與同步傳輸 ? ： 起止式傳輸，它是利用起止方法來保持收發(fā)雙方同步的。 ? 串行通信過程中，數(shù)據(jù)是一位一位依次傳輸?shù)?，發(fā)送端與接收端在相應的時鐘脈沖控制下進行發(fā)送和接收的，為使接收端能準確接收所傳輸信息，接收端必須知道： 單工、半雙工和全雙工 ?位 (比特 )同步，即同步每一位的時間寬度，即傳輸?shù)谋忍芈剩? – 字符同步，即每一個字符或字節(jié)的起始和結束； – 塊 (幀 )同步，即每一個完整的數(shù)據(jù)塊 (幀 )的起始和結束。 – 如 對講機 ； 單工、半雙工和全雙工 ： 允許數(shù)據(jù)同時在兩個方向上傳輸，稱為全雙工 。如廣播電視。 串行傳輸 b7b6b5b4b3b2b1b0b7b6b5b4b3b2b1b0b7b6b5b4b3b2b1b0b7b6b5b4b3b2b1b0b0b1b2b3b4b5b6b7串行信道并行信道(a)并行數(shù)據(jù)傳輸 (b)串行數(shù)據(jù)傳輸 單工、半雙工和全雙工 ? 根據(jù)通信在通信線路上的傳輸方向及其與時間的關系，串行通信可分為三種方式：單工/半雙工 /全雙工方式。 并行傳輸與串行傳輸 ： (1)多個數(shù)據(jù)位同時在多條通道上傳輸，并且每個 bit都占用一條專用的傳輸通道； (2)用于短距離設備間的通阠 /設備內部通信方式，相對速率較快如： Computer，Printer 并行傳輸 ： (1)一位一位按順序的在一條通道上傳輸； (2)適合遠距離設備間的通訊，但傳輸速率較慢。第 2章 數(shù)據(jù)通信基礎 數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕靖拍? 傳輸損耗 數(shù)據(jù)編碼方法 通信傳輸媒介 ? 并行傳輸與串行傳輸 ? 單工、半雙工和全雙工 ? 異步傳輸與同步傳輸 ? 傳輸速率 并行傳輸與串行傳輸 ? 信號傳輸方式 ：描述確定了數(shù)據(jù)具體如何在通信設備間進行傳輸。 ? 串行 /并行傳輸： 在計算機內部各部件之間以及計算機與計算機之間進行通信時，根據(jù)一次傳輸數(shù)據(jù)的多少可將數(shù)據(jù)傳輸方式分為串行和并行。例如： Computer與 mouse和keyboard間。 ： 數(shù)據(jù)始終只能在一個方向上傳輸，任何時間不能進行反向傳輸。 單工、半雙工和全雙工 ： 數(shù)據(jù)允許在兩個方向上傳輸，但在某一時刻數(shù)據(jù)只允許在一個方向傳輸， (分時傳輸 )。 特點 :提高傳輸速率，但增加一條傳輸通道 – 電話系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡等大多數(shù)通信系統(tǒng)都是全雙工方式。 ? 同步方式有兩種，一種是異步傳輸，一種是同步傳輸。 1）每次只能傳輸一個編碼 ,隨機進行單獨發(fā)送 2）起始位表示字符傳輸?shù)拈_始，長度為1bit（ “ 0”）；停止位表示字符傳輸?shù)慕Y束，長度 1bit， ， 2bit（ “ 1”） ? 3） 發(fā)送端數(shù)據(jù)格式： ?起始位＋字符代碼＋校驗位＋停止位 ? 1 5－ 8 1 1,2 ?位數(shù)取決于編碼方案 提高傳輸可靠性 異步傳輸與同步傳輸 4） 接收端：通過檢測起始位和停止位來判斷新近到達的字符，保持收發(fā)雙方每傳輸一個字符就重新校驗一次同步關系，不易造成時鐘誤差。 異步傳輸與同步傳輸 起始位數(shù)據(jù)位0數(shù)據(jù)位1數(shù)據(jù)位2數(shù)據(jù)位3數(shù)據(jù)位4數(shù)據(jù)位5數(shù)據(jù)位6校驗位停止位停止位字符2字符1 字符3 字符4┗─┳─┛ ┗┳┛┗┳┛任意間隔 任意間隔任意間隔 異步傳輸與同步傳輸 異步傳輸 ? ：不是以字符而是以數(shù)據(jù)塊為傳輸單位 ， 其傳輸速率較高 – 每次傳輸多個字符 （ 數(shù)據(jù)塊 ） 且它們之間沒間隙以及起始位 ， 停止位 – 保持收發(fā)同步 ， 在數(shù)據(jù)塊之前加上前文 ，在數(shù)據(jù)之后加上后文 ?幀 （ frame） 異步傳輸與同步傳輸 – 接收端： 檢測幀中的前文和后文 （ 特定的標志序列 ） 保持與發(fā)送端同步 – 數(shù)據(jù)格式： 前文和后文的具體格式視傳輸控制規(guī)程而定 ， 有面向字符與面向比特型兩種方案 ? 應用： 高速傳輸系統(tǒng)中，其傳輸效率較高，因為字符間無需加入附加位和間隙。但由于收發(fā)雙方需建立準確的同步關系，所以實現(xiàn)起來比較復雜。 傳輸速率 ? (碼元傳輸速率 ):又稱 波特率 、 傳碼率 或，記作 RB 。單位為波特 (Baud或 Bd)。 解：根據(jù)以上公式 61041711???TRB= ≈ 2400（波特） 傳輸速率 ? ： 單位時間內通過信道的信息量，簡稱 比特率 ，記作 Rb,單位為 bit/s（ bps） i 串行方式：（一路 ） Ml o gT1Ml o gRR 22Bb ??并行方式：（多路） i2n1i ib Ml ogT1R ???RB為波特率 ， M為調制信號波的狀態(tài)數(shù) (叫M進制數(shù)字傳輸 )， T為單位調制信號波的時間長度 。 如果只使用兩種狀態(tài)進行調制 ， 那么兩種速率在數(shù)值上是相等的 。log22=2400 1=2400（ bit/s） 當 M=4時 RB=1/T≈2400 （波特） Rb=RBlog2M=2400 如果數(shù)據(jù)量 單位 bit， 時間 單位 s， 則數(shù)據(jù)傳輸率即為數(shù)據(jù)信號速率 如果數(shù)據(jù)量單位字符，時間單位 min ，則需作個轉換 。 傳輸速率 ? 解：若以字符 /分為單位 ， 則數(shù)據(jù)傳輸速率為 ? 2400X60/1+8+2=13091（ 字符 /分 ） ? 分母中的 “ 1”和 “ 2”分別是附加在字符代碼前后的起始位和停止位的長度。 – 信道帶寬： 信道可以不失真地傳輸信號