上半通信基础理论及试题打印版本

1、1 / 14概念:1 数据通信系统的模型-数据通信系薮- 输入 数宇比特谎模拟借号-模拟信号数宇比特流汎字円jinn利M肿rfJt.公用电话网PC?谓制解调器1J、一/ :调制瞬调器PCtl数据（data）-运送消息的实体。信号（signal）-数据的电气的或电磁的表现。DTE-数据终端设备 DCE-数据连接（通信）设备2 传输方式基带传输：传输基带信号，基带信号多数是数字信号。如：LAN 传输方式频带传输：将数字信号转换为频率表示的模拟信号传输。如：使用MODE 上网宽带传输：将信道分成几个子信道传输模拟信号。如：ADSL3 码元与比特（1 ）一个码元可以携带一个或多个比特：一个码元如果有两

2、种状态或两种离散值，则它可以表示0, 1 这两个数，即它可以携带1 个比特，因为 1 个比特也只有这两种可能，0 和 1 ; 一个码元如果有四种状态或四种离散值，则它可以表示00, 01，10，11 这四个数，即它可以携带 2 个比特，因为 2 个比特也只有这四种可能，00, 01，10，11。由此可以推出：一码元携带比特数=LOG（状态数或离散数）（2）码元的传输速率：波特率（BAUD比特的传输速率：比特率（b/s，bps）也叫数据率，带宽当一码元携带一比特时：比特率=波特率当一码元携带 n 比特时：比特率=nx波特率有关马元的计算：例：已知使用 QPSK（正交相移调制）或 QAM（正交振幅

3、调制）调制及波特率，求数据率：QPSK:1 码元带 2 比特16- QAM 1 码元带 4 比特32 - QAM: 1 码元带 5 比特4 奈奎斯特定理-理想条件下的定理【模拟信道的带宽单位：HZ 数字信道的带宽单位：bps】1924 年，奈奎斯特（Nyquist）就推导岀了著名的奈氏准则。他给岀了在假定的理想条件下，为了避免码间串扰，码元的传输 速率的上限值。在任何信道中，码元传输的速率是有上限的，否则就会岀现码间串扰的问题，使接收端对码元的判决（即识别）成为不可能。 如果信道的频带越宽，也就是能够通过的信号高频分量越多，那么就可以用更高的速率传送码元而不岀现码间串扰。有关奈奎斯特定理的计算

4、：例：已知无噪声（或理想）信道带宽为w Hz,求该信道能提供的极限波特率为多少？解：对于无噪声信道，使用奈奎斯特定理B=2W （baud/s ）-输出数据女号亠=口愉统传系一输入信息显示汉字2 / 14B 是该信道能提供的极限波特率5 香农公式-非理想条件下的公式香农(Shannon)用信息论的理论推导出了带宽受限且有高斯白噪声干扰的信道的极限、无差错的信息传输速率。信道的极限信息传输速率C可表达为C=Wlog2(1 +S/N) b/sW为信道的带宽(以 Hz 为单位)；S为信道内所传信号的平均功率；N为信道内部的高斯噪声功率。香农公式表明：信道的带宽或信道中的信噪比越大，则信息的极限传输速率

5、就越高。只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率，就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。若信道带宽W或信噪比S/N没有上限(当然实际信道不可能是这样的)，则信道的极限信息传输速率C也就没有上限。实际信道上能够达到的信息传输速率要比香农的极限传输速率低不少。有关香农公式的计算：例 1:已知信噪比为 x 分贝，传输模拟信道带宽为w HZ，求该信道的极限数据率。解：对于有噪声信道，使用香农公式C=W*LOG1+S/N)S/N 是信噪比，即信号功率/噪声功率由于通常情况下 S/N 很大，常用分贝表示，它们的关系如下：1dB (分贝)=10log10(S/N)如：若某信道信噪比为 30dB，求信噪

6、比的值解：30dB (分贝)=10log10(S/N)则 S/N= 103真题：在一个带宽为 3KHZ、没有噪声的信道，传输二进制信号时能够达到的极限数据传输率为_(6)_。一个带宽为 3KHZ、信噪比为30dB 的信道，能够达到的极限数据传输率为_(7)_。上述结果表明， _(8)_。(6) : A. 3KbpsB. 6KbpsC.56KbpsD.10Mbps(7) : A. 12KbpsB. 30KbpsC.56KbpsD.10Mbps(8) : A.有噪声信道比无噪声信道具有更大的带宽B有噪声信道比无噪声信道可达到更高的极限数据传输率C .有噪声信道与无噪声信道没有可比性D.上述值都为极

7、限值，条件不同，不能进行直接的比较二传输介质：1 双绞线：UTP 分为以下几个类型:类型带宽 Mb/s3 类164 类205 类100超 5 类1556 类200STP 分为以下几个类型:无屏蔽双绞线聚魚乙烯屏蔽双绞线STP3 / 14类型带宽 Mb/s4 / 143 类165 类1002 同轴电缆:同轴电缆绝缘保尹矣层 少导体屏敝层缘层； 4）内导体75 欧同轴缆用于有线电视网络。50 欧同轴缆用于计算机网络的数字信号传输。3 光纤单模光纤与多模光纤相比：单模光纤有 较高的传输率、较长的传输距离、较高的成本，较细的纤芯。且单模光纤的光源采用激光光源, 多模的可以采用二极管作光源。三编码，调制

8、，复用1 数字信号要在数字信道上传输，需经过编码，常见的编码有不归零编码，曼彻斯特编码，差分曼彻斯特编码,（1）曼码，差分曼码010 1Vi-r0 0rrL 01 1n）1n鏗分灵码曼码特点：1） 规定了每位中间有脉冲且1 和 0 的脉冲方向相反，但是不规定1 是向上还是向下脉冲，同样，也不规定0 是向上还是向下脉冲;2） 相邻两个相位边缘有翻转。编码效率50%，常用于 10BASE-T,10BASE-F差分曼码特点：规定每位中间有脉冲，0 的位起始边缘有翻转。编码效率50%，常用于令牌环网。（2） 4B/5B，用 5 位的编码代表 4 位的有效数据，编码效率 80%。2 模拟信号要在数字信道

9、上传输，需经过脉冲编码（用编码译码器实现）常用的编码是:% PCM 过程：取样量化编码若取样频率大于模拟信号最高带宽的2 倍，则可以达到不失真取样。量化主要是为采样的标本用数字表示岀来，如16 个大小不同的数字来表示标本的值。编码是把量化结果用2 进制表示岀来。4B/5B,8B/10B 编码。（图）TLTLTLIfe字jimui数字借号“脉冲编码调制 PCM （图）模拟数据-产-屮* k-编码器16 级量化就是用5 / 143 数字信号要在模拟信道上传输，需调制（使用调制解调器）-TLTLTL调制器模拟信号常用的调制方法有 ASK（辐移键控），FSK （频移键控），PSK （相移键控），QPS

10、K（正交相移调制），QAM （正交幅移调制）FDM,TDM,STDM,WDM,CD 码分多址），SDMA频分复用.时分复用I-娇里|TTT在TD閘喷中的位負不贅ABCDA BC DA BCDA BCD ID 啊讪華 TD 叫 5 J 时间6 / 14时分复用可能会造成 占线路暫源的浪费书户A占统计时分复用STDM用户B 2.5 Gb/snwmi5 T1,E1 载波（数字传输系统中常用的多路复用技术）（1） T1 载波：24 路话音按 TDM 复用在一条 1.544Mbps 的高速信道上，对 4kHz 的话音按 8kHz 的速率采样，128（ 7 位二进制可表示 128） 级量化，24X（7+ 1 （信令位）=192 + 1 （帧同步位）=193bit 是 T1 帧长。T2 叫做二次群速率= 4T1,T3=7T2, T4=6T3（2） E1 载波：将 32 路 64kbps 信号按 TDMI 复用到一条信道上传输，其中2 个 64Kbps 信道用于信令控制