传输数据的信道.PPT

* 2.2 信息及其主要特性 1.数字信道和模拟信道 ?数字信道：以数字脉冲形式（离散信号）传输数据的信道。 ?模拟信道：以连续模拟信号形式传输数据的信道。 2.模拟信号和数字信号 t t a) 模拟信号 b) 数字信号 ?模拟信号：时间上连续，包含无穷多个值 ?数字信号：时间上离散，仅包含有限数目的预定值 周期信号和非周期信号 ?周期信号：信号由不断重复的固定模式组成（如正弦波） ?非周期信号：信号没有固定的模式和波形循环（如语音的音波信号），能被分解成无数个周期信号的叠加。 t T T T t T T T 周期信号 数字通信的优点 抗噪声（干扰）能力强 ? 可以控制差错，提高了传输质量 ? 便于用计算机进行处理 ? 易于加密、保密性强 ? 可以传输语音、数据、影像，通用、灵活 ? 仅在不得已的情况下，才会采用模拟通信。 如用modem通过拨号线路传输数字信号。 信道最大数据传输率 C = 2W log2 M C = 传输率，单位b/s或bps W = 带宽，单位Hz M = 信号电平级数 Nyquist 公式：用于理想低通信道 例如： 话音级线路(3000 Hz)的信道容量计算，如右图所示。 M 最大数据率 (C) 2 6000 bps 4 12000 bps 8 18000 bps 16 24000 bps 32 30000 bps 64 36000 bps Nyquist公式为估算已知带宽信道的最高速率提供了依据。 非理想信道 实际的信道上存在三类损耗：衰减、延迟、噪声。 a）衰减 信道的损耗引起信号强度减弱，导致信噪比S/N降低。 b）延迟 信号中的各种频率成分在信道上的延迟时间各不相同，在接收端会产生信号畸变。 c）噪声 ????? 热噪声：由导体内的热扰动引起，又称为白噪声。 ??????串扰：信道间产生的不必要的耦合。例：多对双绞线 ??????脉冲噪声：非连续、随机、振幅较大。多由外部电磁干扰造成（闪电、大功率电机启动等）。 噪声将破坏信号，产生误码。持续时间0.01s的干扰可以破坏约560个比特（56Kbps）。 Shannel公式：高斯噪声干扰信道 S/NdB 信噪比（dB分贝）的定义 C = W log2 (1+ S N ) S/NdB = 10 log10 S/N C = 传输率，单位b/s W = 带宽，单位Hz 例：信道带宽W=3KHz，信噪比为30dB， 则 C=3000*log2(1+1000) ≈30Kbps 即： Nyquist公式和Shannel公式的比较 ● C = 2W log2M 此公式说明数据传输率C随信号编码级数增加而增加。 ● C = W log2(1+S/N) 无论采样频率多高，信号编码分多少级，此公式给出了信道能达到的最高传输速率。 原因：噪声的存在将使编码级数不可能无限 增加。 传输模式(通信方式)—数据流动的方向 ? 单工：数据单向传输（无线电广播） ? 半双工：数据可以双向传输，但不能在同一时刻双向传输（对讲机） ? 全双工：数据可同时双向传输（电话） 两个方向的信号共享链路带宽： 1）链路具有两条物理上独立的传输线路 2）将带宽一分为二，分别用于不同方向的信号传输 数字数据的传输方式 ? 基带传输：不调制，编码后的数字脉冲信号直接在信道上传送。 例如：以太网 ? 频带传输：调制成模拟信号后再传送，接收方需要解调 例如：通过电话模拟信道传输 ?宽带传输 *