通訊基礎理解 壹 系統模型

2021-08-15 07:56:20 字數 1624 閱讀 9287

寫在前面,基礎名詞的理解:

通道:訊號在通訊系統中傳輸的通道,由訊號從發信端傳輸到收信端所經過的傳輸媒介構成。從傳輸媒質上可以狹義分為有線傳輸與無線傳輸;從功能上可以廣義分為調製通道與編碼通道。

頻寬:能夠有效通過通道的訊號最大頻頻寬度。對於模擬訊號而言,頻寬又可以成為頻寬,以hz為單位;對於數碼訊號而言,頻寬是指單位時間內鏈路能夠通過的資料量,常以位元率、波特率來描述。

波特率:波特率描述的是訊號對載波的調製速率。其定義為單位時間內載波調製狀態變化的次數,可以理解為單位時間內碼元符號的傳輸個數(乙個碼元可能有多個位元的資訊)。

位元率:位元率描述的是數碼訊號的傳輸速率。其定義為單位時間內傳輸的二進位制**的有效位。

訊號速率:在資料通訊中,訊號的基本單位為 bit ,每秒鐘傳送的 bit 數就是訊號速率。訊號速率越高,每秒鐘傳送的 bit 數就越多,脈衝寬度則變窄,信帶寬度則會變寬。需要注意的是,訊號速率是指傳送速率,而非傳輸速率。

傳輸速率:傳輸速率的計量單位同樣是每秒的 bit 數(bps)。描述的是通道的傳輸能力,即通道的吞吐率。通道的傳輸能力與訊號的處理有關,可以通過增加頻寬、減少時延與差錯等方法來改進。

在通訊教材中,教材編者會將通訊系統抽象為如下模型(通訊系統一般模型):

在通訊系統一般模型中,可以將「編碼」理解為確定資訊將通過怎樣的資訊格式傳送到收信端。從資訊理論角度來看,可將其分為信源編碼與通道編碼。對於這個模型的傳送側,在數字通訊系統中還可以細化為如下模型(傳送側模型):

在傳送側模型中,考慮的是如何將信源的 bit 資訊盡可能不受雜訊干擾、最大資訊量地傳送到接收端。

信源編碼:常見的有語音壓縮編碼、文字壓縮編碼、影象壓縮編碼,如 pcm 、huffman 編碼。目的是為了變換信源訊號方便傳輸,去除信源訊號中的冗餘成分,提高效率。

通道編碼:常見的通道編碼有分組碼、卷積碼、級聯碼。目的是為了提高系統傳輸的可靠性,主要通過插入冗餘、檢測錯誤、糾正錯誤等方式。

交織器:常見的有分組交織、卷積交織。目的是針對由通道和雜訊引起的突發錯誤使糾錯碼效能下降,引入交織技術使得突發錯誤均勻散開,通過 fec 技術來消除隨機差錯。

調製器:經典的調製技術有 fsk 、ofdm 、qam 、qpsk 。目的是實現頻譜搬移,有效傳輸,提高頻譜利用率。

換個角度,再從 osi 七層模型來看,物理層(phy,port physical layer )是 osi 參考模型的最底層,根據其定義,物理層的功能是:「在鏈路實體間傳送位元流,對物理連線的接通、維持和拆除提供機械、電氣、功能和規程方面的方法。」phy 主要涉及訊號傳輸、傳輸介質及通道介面等方面的問題。典型的 phy 包括 pcs (physical coding sublayer,物理編碼子層)和pmd(physical media dependent,物理介質相關子層),其中 pcs 對被傳送和接收的資訊進行加碼和解碼,pmd子層對整個單元進行擾頻後通過物理介面傳送。

資料鏈路層對傳來的資料封裝成幀,包含資料段與位址段。簡單理解為保證資料傳輸的可靠性,加入糾錯與重發以及實體地址的定址。

壹 的系統模型暫時寫到這裡,有誤望指正。

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