計(jì)算機(jī)控制數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)要點(diǎn).ppt

第2 章 數(shù)據(jù)通信技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)通信是為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與終端之間信息交互而產(chǎn)生的一種通信技術(shù)，是計(jì)算機(jī)與通信相結(jié)合的產(chǎn)物。 2.1數(shù)據(jù)通信概述 2.1.1 幾個(gè)基本概念 1、信息(information)：人對(duì)世界事物存在方式、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的某種認(rèn)識(shí)。信息就是解釋。通信的目的就是交換信息。 2、數(shù)據(jù)(data)：信息的值或信息的表示形式，把事物的某些屬性規(guī)范化后的表現(xiàn)形式，可以是數(shù)字、文字、字符、聲音、圖形、圖像等。 3、信號(hào)(signal)：數(shù)據(jù)在傳輸過程中的表現(xiàn)形式，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的信號(hào)是指數(shù)據(jù)的電磁或電子編碼。常用來傳輸數(shù)據(jù)的信號(hào)有電信號(hào)(電壓、電流、電磁波)、光信號(hào)(可見光、激光)、聲波等。 4、數(shù)據(jù)傳輸方式(按使用的信道數(shù)) 查閱相關(guān)資料，回答下述問題： 從并行、串行數(shù)據(jù)傳輸原理分析，并行傳輸方式在傳輸速度、傳輸質(zhì)量等均優(yōu)于串行傳輸方式，但是為何從現(xiàn)如今的技術(shù)發(fā)展來看，串行方式大有取代并行傳輸方式的勢頭(如USB取代IEEE1284，SATA取代PATA，PCI Express取代PCI等)？ 數(shù)據(jù)傳輸方式(按方向、時(shí)間分) 頻分復(fù)用：按頻率劃分不同的子信道，每個(gè)子信道占用不同的頻率范圍。采用調(diào)制技術(shù)，將信號(hào)搬移到信道相應(yīng)的頻段上。 常用于載波電話系統(tǒng)、電視、無線電廣播等。 時(shí)分復(fù)用：采用時(shí)間分片方式來實(shí)現(xiàn)傳輸信道的多路復(fù)用，即每一路信號(hào)傳輸都使用信道的全部帶寬，但只能使用其中某個(gè)時(shí)隙(時(shí)間片內(nèi)的某小段時(shí)間)。 工作原理： 每個(gè)將時(shí)間分割成多個(gè)時(shí)間片 每個(gè)時(shí)間片為一幀，一幀內(nèi)各路信號(hào)各占一個(gè)時(shí)隙互不重疊地排列 碼分復(fù)用：蜂窩移動(dòng)通信中迅速發(fā)展的一種信號(hào)處理方式。常用的是碼分多址 CDMA (Code Division Multiple Access)。 工作原理： 每一個(gè)比特時(shí)間劃分為 m 個(gè)短的間隔，稱為碼片(chip)。 每個(gè)站被指派一個(gè)惟一的 m bit 碼片序列。 如發(fā)送比特 1，則發(fā)送自己的 m bit 碼片序列；發(fā)送比特 0，則發(fā)送該碼片序列二進(jìn)制反碼。 例如，S 站的 8 bit 碼片序列是發(fā)送比特 1 時(shí)，就發(fā)送序列發(fā)送比特 0 時(shí)，就發(fā)送序列此時(shí)，S站的碼片向量為(-1-1-1+1+1-1+1+1) 每個(gè)站分配的碼片序列不僅必須各不相同，并且還必須互相正交(orthogonal)。在實(shí)用的系統(tǒng)中是使用偽隨機(jī)碼序列。 令向量 S 為(–1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1) 向量 T 為(–1 –1 +1 –1 +1 +1 +1 –1) 把向量 S 和 T 的各分量值代入公式就可看出這兩個(gè)碼片序列是正交的： 任何一個(gè)碼片向量和該碼片向量自己的規(guī)格化內(nèi)積都是1 。 一個(gè)碼片向量和該碼片反碼的向量的規(guī)格化內(nèi)積值是 –1。 波分復(fù)用：光的頻分復(fù)用，即將波長作為分割對(duì)象，通過棱鏡或光柵將不同波長的光信號(hào)進(jìn)行復(fù)合、分割，達(dá)到在一根光纖上傳輸多路光信號(hào)的目的。 波分復(fù)用技術(shù)可以進(jìn)一步提高光纖的傳輸容量，滿足通信需求量的迅速增長和多媒體通信。 傳碼速率：又稱波特率，是指每秒鐘傳輸信號(hào)碼元脈沖的個(gè)數(shù)，單位是波特(Baud)，記作RB。 傳信速率：又稱比特率，是指每秒鐘傳輸?shù)亩M(jìn)制信息量，單位是比特/秒(bit/s)，記作Rb 。 兩者的關(guān)系：假設(shè)系統(tǒng)采用m元碼，則 Rb = RBlog2m，其中m≥2 [例]若信號(hào)碼元持續(xù)時(shí)間為1×10-4秒，試問傳送8電平信號(hào)，則傳碼速率和傳信速率各是多少？ 解：信號(hào)碼元脈沖的持續(xù)時(shí)間T=1×10-4秒，則 傳碼速率RB=1/T=10000波特 (T/1個(gè)碼元=1s/RB?RB=1/T) 傳送的信號(hào)是8電平，即八元碼，m=8(用三位二進(jìn)制才可以表達(dá)八種電平，因此，八元碼的一個(gè)碼元? 3位二進(jìn)制)，則 傳信速率Rb = RBlog2 m =30000bit/s 1)碼元差錯(cuò)率(或碼元誤碼率)：發(fā)生差錯(cuò)的碼元數(shù)與傳輸?shù)拇a元總數(shù)之比。 2)比特差錯(cuò)率：發(fā)生差錯(cuò)的比特?cái)?shù)與傳輸?shù)目偙忍財(cái)?shù)之比。 兩者均為統(tǒng)計(jì)值。人們更習(xí)慣于用比特差錯(cuò)率。對(duì)于不同類型的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其比特差錯(cuò)率的要求也不一樣，例如，對(duì)于電報(bào)系統(tǒng)允許的比特差錯(cuò)率位10-4~10-5；對(duì)于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信，則要求小于10-8~10-9。 3)可靠性：可用系統(tǒng)正常工作時(shí)間與系統(tǒng)總工作時(shí)間來衡量。可靠性的統(tǒng)計(jì)時(shí)間比較長，一般以月、季度或年為單位。 保證數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)快速、可靠地傳輸數(shù)據(jù)的同時(shí)，還應(yīng)要求系統(tǒng)有比較高的有效性，以提高系統(tǒng)的效率。可從功率和頻帶兩個(gè)方面來衡量系統(tǒng)的有效性。 功率利用率：在一定的差錯(cuò)指標(biāo)下，傳輸每比特信息所需要的最小信號(hào)平均功率。可以用最小歸一化

總結(jié)

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