数据传输技术的认知与应用 通信系统的性能

列车通信网络标准目录CONTENTS02信道带宽01数据传输速率了解无线局域网应用；了解无线局域网的结构。学习目标04实际信道容量03信道容量05误码率数据传输速率数据传输率是指单位时间内传输的信息量，可用“比特率”和“波特率”来表示。比特率:指每秒所传输的二进制位数，单位为位/秒（bitspersecond），记为bps或b/s

波特率:线路上每秒传送的波形个数。波特率又称为波形速率或码元速率，单位为波特，记作Baud。波特率与比特率的对应关系:S=B×log2N（b/s）或B=S/log2N

（Baud）信道带宽在模拟信道中，信道带宽（Bandwidth，简称带宽）又叫频宽，是指信道所能传送的信号的频率宽度，也就是可传送信号的最高频率与最低频率之差。在数字信道中，信道带宽为信道能够达到的最大数据速率。常用的带宽单位有b/s，Kb/s，Mb/s，Gb/s，Tb/s。 1Kb/s=103b/s 1Mb/s=106b/s 1Gb/s=109b/s 1Tb/s=1012b/sb/sB/s10M1.25M1Byte=8bit信道容量信道容量是衡量一个信道传输数字信号的重要参数，信道容量是指单位时间内信道上所能传输数据的最大容量，单位是bit/s。奈奎斯特公式：

C=2×H×log2N（b/s）其中：H是信道的带宽，也称频率范围，单位Hz，N表示携带数据的码元可能取得的离散值的个数。例3-3：普通电话线路的带宽约为3kHz，则其码元速率为6kBaud。若每个码元可能取的离散值的个数为16（即N=16），则最大数据传输速率可达：C=2×3k×log216=24kbps实际信道容量实际信道容量的香农公式：

C=2×H×log2(1+S/N)

（b/s）其中：S表示信号功率，N为噪声功率。信道的噪声比常表示为10log10（S/N），以分贝（dB）为单位计量。输入信号波形输入信号波形输出信号波形（失真不严重）通信质量较好的信道（带宽受限、有较少噪声、干扰和失真）通信质量很差的信道（带宽受限、有较大噪声、干扰和失真）输出信号波形（失真严重）误码率误码率（BER：biterror）：是衡量数据在规定时间内数据传输精确性的指标。指二进制数据位传输时出错的概率。

误码率计算公式为：

Pe=Ne/N其中：Ne为其中出错的位数（比特数），N为传输数据的总位数（比特数）。延时、抖动、吞吐量网络延时指一个数据包从用户的计算机发送到网站服务器，然后再立即从网站服务器返回用户计算机的来回时间。分组延迟的变化程度。网络延时随时都在不停的变化称为抖动。延时延时吞吐量进入和送出的数据总量丢包丢包Byte=数值表示发给主机的分组字节数，使规定的32字节。Time=时间值表示主机回答相应的时间，使一个变值。TTL=值是系统默认的分组生存周期，直接反映分组经过router的个数（即：经过一个router转发ttl就减1）。理想状态下是发送了多少数据包就能接收到多少数据包，但是由于信号衰减、网络质量等等诸多因素的影响下，并不会出现理想状态的结果，不会发多少数据包就能接收到多少。通信系统的性能指标通信系统的任务是快速、准确地传递信息，因而信息传输的有效性和可靠性是通信系统最主要的性能指标。有效性是指信息传输的“速度”，即快慢。对数字通信系统，常用传输速率和频带利用率来衡量。可靠性是指信息传输的“质量”，即好坏，常用误码率来度量。通信有效性实际上反映了通信系统资源的利用率。通信过程中用于传输有用报文的时间比例越高越有效。同样，真正要传输的数据信息位在所传报文中占的比例越高也说明有效性越好。介质带宽通信系统中所传输的数字信号可以分解成无穷多个频率、幅度、相位各不相同的正弦波。这就意味着传输数字信号相当于传送无数多个简单的正弦信号。信号所含频率分量的集合称为频谱。频谱所占的频率宽度称为带宽。发送端所发出的数字信号的所有频率分量都必须通过通信介质到达接收端，接收端才能精确再现该数字信号。如果其中一部分频率分量在传输过程中被严重衰减，就会导致接收端信号变形；如果能接收到具有主要振幅的那部分分量，则仍可以按适当的精度复制出发送端所发出的数字信号。介质带宽信道容量信道容量：是指在某种传输介质中单位时间内可能传送的最大比特数，即该传输介质容许的最大数据传输速率。传输介质的带宽限制了信道的数据传输速率。或者说，数据的传输速率应该在信道容量容许的范围之内。只要信号速率低于信道容量，总可以找到一个编码方式，实现低误码率传输。若实际传输速率超过信道容量，则即使只超过一点，其传输也不能正确进行。数字通信的主要特点1.抗干扰、抗噪声性能好。在数字通信系统中，信号的取值只有两个，发端传输的和收端接收和判决的电平也只有两个值，若“1”码时取值为A，“0”码时取值为0，传输过程中由于信道噪声的影响，必然会使波形失真，在接收端恢复信号时，首先对其进行抽样判决，才能确定是“1”码还是“0”码，并再生“1”，“0”码的波形。因此只要不影响判决的正确性，即使波形有失真也不会影响再生后的信号波形。而在模拟通信中，如果模拟信号叠加上噪声后，即使噪声很小，也很难消除它。2.差错可控。数字信号在传输过程中出现的错误（差错），可通过纠错编码技