2.数据通信技术

2.数据通信技术一、通信系统概述1.通信系统概念概念:该实现信息传递所需的一切技术设备和传输介质的综合信源—发送设备------信道(含有噪声源)--------接收设备------信宿信源: 把待传输的消息转为原始电信号发送设备: 将信源和信道特性相匹配 (调制,编码),把信号转为适合在信道中传输的信号信道: 物理介质,是信道传输的通道噪声源: 信道中的噪声及分散在通信系统各硬件中的干扰接收器: 将信号还原,如解调,译码等,目的是从受到减损的信号中正确恢复出原始信号信宿: 把原始的电信号转为相应信息信号分类模拟信号; 取值连续的信号数字信号: 模拟信号经过采样之后变为离散信号,量化,编码后变成的有固定取值的信号码元宽度 : 发送一个码元所需要的时间T码元速率: 单位时间内发送码元的个数,单位为波特 RB1/T多路复用技术: 多个低速信道,合成一个高速信道的技术,提高数据链路的利用率,使得一条高速主干链路为多条低速接入链路提供服务6.1 空分复用: 利用空间隔离让多路信号在同一时间、同一频率下并行传输从而成倍提高通信容量----光缆6.2 频分复用(FDM): 不同频率的发送不同的信号6.3 波分复用(WDM): 不同光波长用于发送不同的信息-----光纤6.4 时分复用(TDM): 以信道的传输时间作为分割对象(划分时间片),来实现复用,并且可以更根据时间片是否固定,分为同步时分(平均分配)和统计时分(按需分配)时分复用TDM是将传输时间划分为若干时隙多路信号按固定顺序轮流占用信道进行传输接收端根据时隙位置恢复各路信号。分为同步 TDM固定时隙分配和统计 TDM按需分配广泛应用于数字电话网和光纤通信。同步时分:异步时分:同步时分复用技术的应用7.1 E1载波:​ 采用同步时分复用技术将30个语音信道和2个控制信道复合在一条2,018Mb/s的高速信道上7.2 T1载波: 采用同步时分复用技术将24个语音信道符合在一条1.544Mb/s的高速信道上码分复用:利用不同的码序列来区分不同的用户信号的复用技术,-------移动通信系统二、信道特征1.信道容量计算: 无差错传输信息的最大平均信息速率理想无噪声信道的信道容量,奈奎斯特公式 B2W RBlog(2)N(N为多少种信号状态)可通过增加码元携带2进制位数,提高信息传输速率log(2)为log以2为底由连续噪声的信道容量, 香农公式 CWlog(2)(1S/N)三、编码与调制1.调制-------模拟信号转换为数字信号2.数字调制技术振幅调制ASK:振幅键控是利用载波信号的振幅变化来表示数字基带信号而载波的频率和相位保持不变的一种数字调制方式。对于二进制信号通常用载波存在表示数字 “1”载波消失表示数字 “0”又称通断键控 OOK频率调制FSK:频率键控是利用载波信号的频率变化来表示数字基带信号而载波的振幅和相位保持不变的一种数字调制方式。对于二进制信号用两个不同的固定频率分别对应数字 “1” 和数字 “0”。相位调制PSK:相位键控是利用载波信号的绝对相位变化来表示数字基带信号而载波的振幅和频率保持不变的一种数字调制方式。对于二进制信号通常用载波的0° 相位表示 “1”180° 相位表示 “0”通过相位的跳变区分不同码元。差分相位调制DPSK差分相位键控是利用前后相邻码元载波的相位相对变化来表示数字信息的调制方式它不依赖载波的绝对相位而是以相位差作为判决依据。相位不变表示一种码元如 0相位发生 180° 翻转表示另一种码元如 1PCM脉冲编码调制主要包括: 采样,量化,编码 ,属于时分复用的数字基带传输3.数字编码与编码效率单极性归零码双极性不归零码双相码应用性编码标准曼特斯特编码: 0:低到高 1: 高到低曼彻斯特编码: 0 : 高到低 1: 低到高差分曼彻斯特编码 :遇0翻转,遇1不变MLT-3 : 0: 用不变化的电位表示0 ,1 : 用变换电位表示二进制1,跳变趋势(0,,0,-),小山丘特性4.编码方案与编码效率四、差错控制1.奇偶校验概念: 在信息码后增加一位校验位确保整个数据码中1的个数为奇数/偶数构造: 检错码 信息字段 校验字段接收方检验方式: 模2加运算,偶校验运算结果为0,奇校验运算结果为1 ,视数据无误.(假设为奇校验)2.海明校验概念: 用冗余数据位来检测和纠正代码差错的理论和方法特点:举例3.CRC校验概念: 以太网中常用的一种差错控制技术,可检测出所有小于等于校验位长度的突发错特征: 信息字段和校验字段可以任选,只检错,不纠错校验码长度: 多项式最高次的幂值校验码数值: 借助多项式除法,其余数为校验码检错原理: 接收方 使用相同的方法对收到的信息进行模2除校验,如果能够除尽则正确