數字通訊原理與TCP IP

2021-07-22 12:45:53 字數 1262 閱讀 5171

數字通訊原理主要研究的是數字通訊系統及其理論基礎,比如圖1的夏農通訊模型(適用於數字通訊和模擬通訊系統),圖2的數字通訊系統模型(由夏農模型演化而來):

圖1 夏農通訊模型

圖2 數字通訊系統模型

信源訊號如果是模擬訊號則需要經過取樣、量化和pcm調製等步驟。

信源編碼主要目的是降低訊號的冗餘,包括等長編碼和不等長編碼,其中不等長編碼包括著名的huffman編碼。

通道編碼通過在訊號中加入冗餘資訊,使得當傳輸出錯時,接收端根據相應的解碼規則能夠實現糾錯,因此通道編碼也叫糾錯編碼,按照加入冗餘碼元的規則不同分為分組碼和卷積碼兩類。

數字調製把訊號調製到適合通道傳送的載波上,在數字通訊中主要的單載波數字調製包括:振幅鍵控(ask)、頻移鍵控(fsk)和相位監控(psk);而多載波調製就包括鼎鼎大名的正交頻分復用(ofdm)。

上面說過,通道編碼能夠使得通訊系統具有一定的糾錯能力,但是這是有條件的,也就是著名的夏農公式資訊熵的定義率失真理論:給定失真上限,從訊號壓縮的角度來說,可以對訊號做多大壓縮;從訊號重構的角度,至少需要多少資訊量。從本質上來說,這些都是所謂限定失真條件下的信源編碼問題。雖然夏農定理指出了通訊速率的臨界值,但是夏農並沒有給出如何達到夏農公式和率失真理論值的方法,這有待於通訊專家的研究。

以上數字通訊系統的數字調製主要針對的是無線或光纖通道,而對於短距離有線通道如計算機區域網,則可以直接傳輸基帶訊號,即不需要進行數字調製。由於基帶傳輸一般應用於有線通道中,相對於無線通道的雜訊要小得多。在基帶傳輸中主要關注的是碼間串擾問題:由於傳輸通道是帶限的基帶傳輸系統,所以基帶訊號經過帶限通道後的碼間串擾現象無法避免。指導基帶傳輸的定理主要是奈奎斯特準則。至於為什麼不是夏農定理,個人覺得主要是基帶傳輸系統的雜訊較無線通道小很多,在忽略雜訊的理想條件下應用奈奎斯特準則比用夏農定理要方便很多。

奈奎斯特第一準則:在t=kt的判決時刻,如果滿足

圖3是計算機網路體系結構:

圖3 計算機網路體系結構

圖3左是osi七層體系結構,右是tcp/ip體系結構,其中網路介面層可以對應到資料鏈路層和物理層,而數字通訊原理主要研究的是更底層的東西,可以把它看作在物理層下面的通訊具體實現,而tcp/ip協議族可以看作是對底層通訊資料的封裝。

數字通訊ABC

通訊的目的就是把資訊從一處傳達到另一處。那麼資訊怎樣量化呢?夏農 shannon 資訊理論中定義了資訊熵 entropy h pi log2 pi 即每個資訊源輸出所含的平均資訊量。其中pi 為每個可能值的概率 熵的單位是位元 bit 例如我告訴你 我是男孩,這條資訊包含了 1 bit 因為性別只有...

《數字通訊 原理與應用》讀書筆記1

數字通訊系統的主要特點,是在有限的時間間隔內傳送有限波形集中的乙個波形,而模擬通訊系統則是從無限個波形中選擇乙個進行傳送。數字通訊系統接收端的目標不是精確的再生被傳輸的波形,而是從受到雜訊干擾的訊號中判決出發送端所傳送的是哪乙個波形。基帶是指從直流 或接近直流 延伸到某個有限值的訊號頻譜,這個值通常...

數字通訊原理筆記 一 概述

一.多址技術 多址技術使眾多的使用者共用公共的通訊線路。為使訊號多路化而實現多址的方法基本上有三種,它們分別採用頻率 時間或 分隔的多址連線方式,即人們通常所稱的分頻多重進接 fdma 分時多重進接 tdma 和分碼多重進接 cdma 三種接入方式。分碼多重進接是一種利用擴頻技術所形成的不同的碼序列...