数据通信技术 – 我的笔记本
知识模块 知识点分布
信道技术 奈奎斯特定理
香农定理
信道复用技术
信号技术 调制技术
PCM技术
编码技术
差错控制 校验技术
奇偶校验
海明校验
CRC校验

信道技术

奈奎斯特定理

奈奎斯特推到出在理想信道(无噪声干扰)的情况下最高码元的传输速率:B=2W。传输速率超过此上限,就会出现严重的码间串扰问题,接收方对码元的识别成为不可能。
波特是码元传输速率的单位,每秒传输多少个码元。传输速率也称为调制速率、波特率。
R = Blog_2N
R为比特率,B为波特率,N为码元种类

香农定理

R = Wlog_2(1 + S/N)

S/N为信噪比,由于其数值比较大,通常用分贝数表示,即

X(dB) = 10log_{10}(S/N) = 10lg(S/N)

信道复用

多路复用技术是把多个低速信道组合成一个高速信道,可以有效地提高数据链路的利用率。

  1. 多路复用技术分类
    主要有空分复用、频分复用、时分复用、波分复用和码分复用

    复用技术 特点与描述 典型应用
    SDM(空分复用) 通过信号在空间上的分离来达到信道的复用 光缆
    FDM(频分复用) 在一条传输介质上使用多个不同频率的模拟载波信号进行传输,每个载波信号形成一个不重叠且相互隔离(不连续)的频带,接收端通过带通滤波器来分离信号
    无限广播系统
    有线电视系统(CATV)
    宽带局域网
    模拟载波系统
    TDM 同步时分复用 每个子信道按照时间片轮流占用带宽,每个传输时间划分为固定大小的周期,即使带宽不使用也不能够给其他子信道使用
    T1/E1等数字载波系统
    ISDN用户网络接口
    SONET/SDH(同步光缆网络/同步数字体系)
    统计时分复用 是对同步时分复用的改进,固定大小的周期可以根据子信道的需求动态地分配 ATM
    WDM(波分复用) 与FDM相同,只不过不同子信道使用不同波长的光波而非频率来承载,常用到ILD 用于光纤通信
    CDMD(码分复用) 依靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式,主要和各种多址技术(诸如码分多址CDMA、频分多址FDMA、时分多址TDMA和同步码分多址SCDMA)结合产生各种接入技术,包括无线和有线接入 CDMA、TDS-CDMA和WCDMA等移动通信系统
  2. 数字传输系统复用标准
    早期通信中使用的时分复用传输系统主要是准同步数字系列(PDH)的,PDH传输系统的原理、组成与应用地区如下表

    名称 原理与组成 应用地区
    T1载波 采用同步时分复用技术将24个话音通路复合在一条1.544Mbps的高速信道上 美国和日本
    T2载波 由4个T1载波时分复用而成,传输速率达到6.312Mbps 美国和日本
    T3载波 由7个T2载波时分复用而成,传输速率达到44.736Mbps 美国和日本
    T4载波 由6个T3载波时分复用而成,传输速率达到274.176Mbps 美国和日本
    E1载波 E1载波的一个时分复用帧(其长度T=125μs)共划分为32个相等的时隙,时隙的编号为CH0~CH31。其中时隙CH0用来帧同步,时隙CH16用来传输信令,剩下时隙CH1~CH15和CH17~CH31共30个时隙用作30个话路。每个时隙传输8bit,因此共传输256bit。每秒传输8000帧,因此E1载波的数据传输速率是2.048Mbps 欧洲发起,除美、日外的其他地区
    E2载波 8.488Mbps
    E3载波 34.368Mbps
    E4载波 139.264Mbps

一些易混淆的知识点

信道带宽W = 最高频率 - 最低频率,信道带宽也叫信道频率
波特率B、比特率R都是传输速率,公式如下
B = 2W,R = Blog_2N = 2Wlog_2N
N是码云种类
香农定理中的
R=Wlog_2(1+S/N)
S/N是信噪比,一般题目会给分贝数,分贝数X与信噪比S/N的关系为
X(dB) = 10lg(S/N)

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