是總復(fù)習(xí)哈：波特(Baud)：碼元傳輸?shù)乃俾蕟挝弧２ㄌ芈蕿槊棵雮魉偷拇a元數(shù)(即信號傳送速率)。 1 Baud = log2M (bit/s) 其中M是信號的編碼級數(shù)。也可以寫成:Rbit = Rbaud log2M 上式中：Rbit-比特率，Rbaud-波特率。一個(gè)信號往往可以攜帶多個(gè)二進(jìn)制位，所以在固定的信息傳輸速率下，比特率往往大于波特率。換句話說，一個(gè)碼元中可以傳送多個(gè)比特。例如，M=16，波特率為9600時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸率為誤碼率：信道傳輸可靠性指標(biāo)，是概率值信息編碼：將信息用二進(jìn)制數(shù)表示的方法。數(shù)據(jù)編碼：將數(shù)據(jù)用物理量表示的方法。例如：字符‘A’的ASCII編碼(是信息編碼的一種)為01000001帶寬:帶寬是通信信道的寬度，是信道頻率上界與下界之間之差，是介質(zhì)傳輸能力的度量，在傳統(tǒng)的通信工程中通常以赫茲(Hz)為單位計(jì)量。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，一般使用每秒位數(shù)(b/s 或bps) 作為帶寬的計(jì)量單位。主要單位：Kb/s，Mb/s，Gb/s，一個(gè)以太局域網(wǎng)理論上每秒可以傳輸1千萬比特，它的帶寬相應(yīng)為10Mb/s。時(shí)延 △信息從網(wǎng)絡(luò)的一端傳送到另一端所需的時(shí)間 △時(shí)延之和=處理時(shí)延+排隊(duì)時(shí)延 +發(fā)送時(shí)延+傳播時(shí)延 △處理時(shí)延=分組首部和錯(cuò)誤校驗(yàn)等處理(微秒) △排隊(duì)時(shí)延=數(shù)據(jù)在中間結(jié)點(diǎn)等待轉(zhuǎn)發(fā)的延遲時(shí)間 △發(fā)送時(shí)延=數(shù)據(jù)位數(shù)/信道帶寬 △傳播時(shí)延=d/s(毫秒)d:距離 s:傳播速度≈光速時(shí)延帶寬乘積：某一鏈路所能容納的比特?cái)?shù)。時(shí)延帶寬乘積=帶寬×傳播時(shí)延。例如，某鏈路的時(shí)延帶寬乘積為100萬比特，這意味著第一個(gè)比特到達(dá)目的端時(shí)，源端已發(fā)送了100萬比特。往返時(shí)延 (Round-Trip Time ，RTT) 從信源發(fā)送數(shù)據(jù)開始，到信源收到信宿確認(rèn)所經(jīng)歷的時(shí)間RTT≈2×傳播時(shí)延，傳輸可靠性兩個(gè)含義： 1、數(shù)據(jù)能正確送達(dá) 2、數(shù)據(jù)能有序送達(dá)(當(dāng)采用分組交換時(shí))信息通信系統(tǒng)傳輸1、信道及其主要特征：數(shù)字信道和模擬信道數(shù)字信道：以數(shù)字脈沖形式(離散信號)傳輸數(shù)據(jù)的信道。模擬信道：以連續(xù)模擬信號形式傳輸數(shù)據(jù)的信道。模擬信號和數(shù)字信號模擬信號：時(shí)間上連續(xù)，包含無窮多個(gè)信號值數(shù)字信號：時(shí)間上離散，僅包含有限數(shù)目的信號值周期信號和非周期信號周期信號：信號由不斷重復(fù)的固定模式組成(如正弦波)非周期信號：信號沒有固定的模式和波形循環(huán)(如語音的音波信號)。2、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的傳輸方式基帶傳輸：不需調(diào)制，編碼后的數(shù)字脈沖信號直接在信道上傳送。例如：以太網(wǎng)寬帶傳輸：數(shù)字信號需調(diào)制成頻帶模擬信號后再傳送，接收方需要解調(diào)。例如：通過電話模擬信道傳輸。例如：閉路電視的信號傳輸。3、數(shù)據(jù)同步方式：目的是使接收端與發(fā)送端在時(shí)間基準(zhǔn)上一致 (包括開始時(shí)間、位邊界、重復(fù)頻率等)。有三種同步方法：位同步、字符同步、幀同步。位同步 目的是使接收端接收的每一位信息都與發(fā)送端保持同步，有下面兩種方式： △外同步——發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)同時(shí)發(fā)送同步時(shí)鐘信號，接收方用同步信號來鎖定自己的時(shí)鐘脈沖頻率。 △自同步——通過特殊編碼(如曼徹斯特編碼)，這些數(shù)據(jù)編碼信號包含了同步信號，接收方從中提取同步信號來鎖定自己的時(shí)鐘脈沖頻率。字符同步 以字符為邊界實(shí)現(xiàn)字符的同步接收，也稱為起止式或異步制。每個(gè)字符的傳輸需要：1個(gè)起始位、5～8個(gè)數(shù)據(jù)位、1，，2個(gè)停止位。字符同步的性能評估： △頻率的漂移不會(huì)積累，每個(gè)字符開始時(shí)都會(huì)重新同步。 △每兩個(gè)字符之間的間隔時(shí)間不固定。 △增加了輔助位，所以效率低。例如，采用1個(gè)起始位、 8個(gè)數(shù)據(jù)位、 2個(gè)停止位時(shí)，其效率為8/11<72%。幀同步 識別一個(gè)幀的起始和結(jié)束。 △幀(Frame)數(shù)據(jù)鏈路中的傳輸單位——包含數(shù)據(jù)和控制信息的數(shù)據(jù)塊。 △面向字符的——以同步字符(SYN，16H)來標(biāo)識一個(gè)幀的開始，適用于數(shù)據(jù)為字符類型的幀。 △面向比特的——以特殊位序列(7EH，即01111110)來標(biāo)識一個(gè)幀的開始，適用于任意數(shù)據(jù)類型的幀。4、信道最大數(shù)據(jù)傳輸率奈奎斯公式：用于理想低通信道 C = 2W×log2 M C = 數(shù)據(jù)傳輸率，單位bit/s W = 帶寬，單位Hz M = 信號編碼級數(shù)奈奎斯公式為估算已知帶寬信道的最高數(shù)據(jù)傳輸速率提供了依據(jù)。非理想信道：實(shí)際的信道上存在損耗、延遲、噪聲。損耗引起信號強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致信噪比S/N降低。延遲會(huì)使接收端的信號產(chǎn)生畸變。噪聲會(huì)破壞信號，產(chǎn)生誤碼。持續(xù)時(shí)間的干擾會(huì)破壞約560個(gè)比特(56Kbit/s) △香農(nóng)公式：有限帶寬高斯噪聲干擾信道 C = W log2 (1+S/N) S/N: 信噪比例：信道帶寬W=，S/N=2000，則 C = 3100*log2(1+2000) ≈ 34Kbit/s 即該信道上的最大數(shù)據(jù)傳輸率不會(huì)大于34Kbit/s奈奎斯公式和香農(nóng)公式的比較 △C = 2W log2M 數(shù)據(jù)傳輸率C隨信號編碼級數(shù)增加而增加。 △C = W log2(1+S/N) 無論采樣頻率多高，信號編碼分多少級，此公式給出了信道能達(dá)到的最高傳輸速率。原因：噪聲的存在將使編碼級數(shù)不可能無限增加。 5、數(shù)據(jù)編碼編碼與調(diào)制的區(qū)別 △用數(shù)字信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)——編碼 △用模擬信號承載數(shù)字或模擬數(shù)據(jù)——調(diào)制數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼：把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成某種數(shù)字脈沖信號常見的有兩類：不歸零碼和曼徹斯特編碼。 △不歸零碼(NRZ，Non-Return to Zero)二進(jìn)制數(shù)字0、1分別用兩種電平來表示，常常用-5V表示1，+5V表示0。缺點(diǎn)：存在直流分量，傳輸中不能使用變壓器;不具備自同步機(jī)制，傳輸時(shí)必須使用外同步。 △曼徹斯特編碼(Manchester Code)用電壓的變化表示0和1，規(guī)定在每個(gè)碼元的中間發(fā)生跳變：高→低的跳變代表0，低→高的跳變代表1。每個(gè)碼元中間都要發(fā)生跳變，接收端可將此變化提取出來作為同步信號。這種編碼也稱為自同步碼(Self-Synchronizing Code)。缺點(diǎn)：需要雙倍的傳輸帶寬(即信號速率是數(shù)據(jù)速率的2倍)。 △差分曼徹斯特編碼(Differential ～)每個(gè)碼元的中間仍要發(fā)生跳變，用碼元開始處有無跳變來表示0和1 ，有跳變代表0，無跳變代表1。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的調(diào)制編碼[三種常用的調(diào)制技術(shù)]： △幅移鍵控ASK (Amplitude Shift Keying) △頻移鍵控FSK (Frequency Shift Keying) △相移鍵控PSK (Phase Shift Keying) 基本原理：用數(shù)字信號對載波的不同參量進(jìn)行調(diào)制。載波 S(t) = Acos(ωt+ψ) S(t)的參量包括： 幅度A、頻率ω、初相位ψ，調(diào)制就是要使A、ω或ψ隨數(shù)字基帶信號的變化而變化。 △ASK：用載波的兩個(gè)不同振幅表示0和1。 △FSK：用載波的兩個(gè)不同頻率表示0和1。 △PSK：用載波的起始相位的變化表示0 和1。模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號編碼采樣定理：如果模擬信號的最高頻率為F，若以2F的采樣頻率對其采樣，則采樣得到的離散信號序列就能完整地恢復(fù)出原始信號。要轉(zhuǎn)換的模擬數(shù)據(jù)主要是電話語音信號，語音信號要在數(shù)字線路上傳輸，必須將語音信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。這需要經(jīng)過三個(gè)步驟： △采樣：按一定間隔對語音信號進(jìn)行采樣 △量化：對每個(gè)樣本舍入到量化級別上 △編碼：對每個(gè)舍入后的樣本進(jìn)行編碼編碼后的信號稱為PCM信號