2016.7.18 网络工程师教程之信道特性

1.数据通信的基本概念:

(1)作为一般的通信系统,信源产生的信息可能是模拟数据,也可能是数字数据;

(2)模拟数据取连续值,而数字数据取离散值;

(3)在数据进入信道之前要变成适合传输的电磁信号,这些信号也可以是模拟的或数字的;

(4)模拟信号是随时间连续变化的信号,这种信号的某种参数(幅度,相位,频率)可以表示要传送的信息;数字信号只取有限个离散值,而数字信号之间的转换几乎是瞬时的,数字信号以某一瞬间的状态表示它们传送的信息;

(5)数据通信是专指信源和信宿中数据的形式是数字的,在信道中传输时可以根据需要采用模拟传输方式或数字传输方式;

(6)模拟传输的信道利用率高,但是容易失真;数字传输信道利用率低,但是不易失真;

2.信道特性:

(1)信道带宽:W=f1-f2,f1是信道能通过的最低频率,f2是信道能通过的最高频率;当组成信道的电路制成了,信道的带宽也就决定了;

(2)数字信道是一种离散信道,它只能传输离散值的数字信号;

(3)信道的带宽决定了信道中能不失真地传输的脉冲序列的最高速率;

(4)一个数字脉冲称为一个码元,用码元率表示单位时间内信号波形的变换次数,即单位时间内通过信道传输的码元个数;码元速率的单位叫波特;

(5)尼奎斯特定理指出最大码元率为:B=2W(Baud);W为带宽

(6)码元携带的信息量由码元取的离散值的个数决定:n=log2N;若码元可取4种离散值,则一个码元携带两位信息;

(7)单位时间内在信道上传送的信息量(位数)称为数据速率;在一定波特下,提高速率的途径是用一个码元表示更多的位数:R=Blog2N=2Wlog2N  (bps)

**R:数据速率;B:码元速率(波特率);N:码元的种类数;W:信道带宽;

**数据速率和波特率是两个不同的概念,仅当码元取两个离散值时二者才相等;

(8)实际信道会受到各种噪声的干扰,香农公式表明,有噪声信道的极限数据速率:    C=Wlog2(1+S/N)  单位bps

**W:信道带宽;S:信号的平均速率;N:噪声平均功率;S/N:信噪比       dB=10log10(S/N):信噪比常用分贝数表示;

**这个公式与信号取的离散值的个数无关,也就是说,无论用什么方式调制,只要给定了信噪比,则单位时间内最大的信息传输量就决定了;

(9)在模拟信道中,带宽按照公式W=f1-f2;数字信道的带宽为信道能够达到的最大数据速率;

 3.误码率:在有噪声的信道中,数据速率的增加意味着传输中的出现差错的概念增加;用误码率表示传输二进制位时出现差错的概率:

**P=N1(出错位数)/N2(传送的位数)

**在计算机通信网络中,误码率一般要求低于10的-6次方,即平均每传送1兆位才允许错一位;

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