資料通訊基礎(物理層)學習筆記

2021-07-11 06:24:00 字數 2928 閱讀 8472

收發器:

 連線傳送端的收發器實現將資料轉換成訊號的過程

 連線接收端的收發器實現將訊號還原成資料的過程

通道:訊號傳播通道

 傳播光訊號通道、傳播電訊號通道

 有線通道、無線通道

 單段物理鏈路通道、多段物理鏈路組合通道

資料傳輸系統又主要分為數碼訊號和模擬訊號傳輸系統。

用於描述週期性的數碼訊號和模擬訊號

只有0和1這兩種轉換的數碼訊號為基帶訊號

物理鏈路存在阻抗,阻抗與物理鏈路長度成正比,阻抗還具有頻率相關性

失真是因為相同物理鏈路上,不同頻率的正弦波訊號的衰減不同

數碼訊號還原方便,如下圖

模擬訊號還原複雜,因為其是連續的,為了保證訊號的可靠性甚至需要在不同的鏈路設定不同的放大指數,這顯然不顯示。

訊號總結:

數碼訊號和模擬訊號都是由多次諧波組成的

數碼訊號和模擬訊號通過物理鏈路傳輸都會引發失真

數碼訊號失真容易還原,模擬訊號不容易還原

編碼針對於數碼訊號,數碼訊號的4個離散值分別對應兩位二進位制數的4個值:00 01 10 11

碼元長度:數碼訊號中某個離散值維持不變的最小時間單位

碼元:將訊號以碼元長度為單位分隔,每一段碼元長度內的訊號.碼元是訊號的基本單位。

數碼訊號的幅度有n個離散值,每乙個碼元可以表示㏒2n位二進位制數

數碼訊號的波特率為b時,傳輸速率 s=㏒2n×b

調製針對於模擬訊號,調製是將正弦波訊號(或余弦波訊號)轉換成表示二進位制位流的模擬訊號的過程

解調是從調製後的模擬訊號中還原出二進位制位流的過程

振幅鍵控調製技術(amplitude shift keying,ask):用兩種不同幅度的載波訊號來表示兩個不同的二進位制數值,通常一種幅度為0,另一種幅度採用正常值。

移頻鍵控調製技術(frequency shift keying,fsk)用兩種不同頻率的訊號來表示兩個不同的二進位制數值。

移相鍵控調製技術(phase shift keying,psk):通過改變載波的相位來表示不同的二進位制數值:相對移相和絕對移相 。

碼元長度:指維持正弦波訊號(或余弦波訊號)幅度、頻率和相位不變的最短時間長度

碼 元:如果將訊號以碼元長度為單位分隔,每一段碼元長度內的訊號

奈奎斯特準則(理想通道):

 最大波特率 rp=2×bw(bw為通道頻寬)

 最大傳輸速率 rs=2×bw×㏒2n(n為訊號的狀態數)

 最大傳輸速率也稱為通道容量

通道容量取決於通道頻寬和經過通道傳播的訊號狀態數

夏農定理(隨機熱雜訊的通道):

最大傳輸速率 rs=bw×㏒2(1+s/n)(bw為通道頻寬、

s/n為訊號訊雜比)

夏農定理表明,存在隨機熱雜訊的通道中,通道最大傳輸速率取決於通道頻寬和經過通道傳播的訊號的訊雜比,與訊號的編碼或調製技術無關。

奈奎斯特準則和夏農定理給出了在指定通道的情況下獲得較高資料傳輸速率的途徑。

傳送端傳送的二進位制位流與接收端接收到的二進位制位流不一致

二進位制位流從傳送端到接收端經歷的每乙個步驟都有可能出錯。

提高資料傳輸速率增加出錯概率

為了使得接收端能夠檢測出資料傳輸過程中發生的錯誤而新增的附加資訊。如果資料是d,檢錯碼是c :c=f(d)

傳送端傳送的資料幀由資料和檢錯碼組成

接收端用檢錯碼判別資料是否傳輸出錯

在資料傳輸正確的情況下,接收端向傳送端傳送確認應答(ack)幀。

傳送端只有接收到接收端傳送的確認應答幀,才能確認資料幀正確傳輸。

檢錯碼:接收端判別資料是否正確

確認應答:傳送端判別資料是否被正確接收

重傳:出錯資料必須重新傳送

序號:避免接收端重複接收資料

簡單結構圖,了解即可。

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