第三章数据通信基础

➢编码：字符编码集 博多（Baudot）码 （IA2） ASCII码 （IA5） 汉字区位码GB2312
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3、信号： 在通信系统中所使用的信号指的是电信号，即随时间 变化的电压或电流，是数据的表现形式。
➢ 信号的分类
❖ 连续信号与离散信号； ❖ 模拟信号与数字信号； ❖ 周期信号与非周期信号； ❖ 随机信号与确认信号 ；
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3、传输方式：
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Analog Data
Analog Signal
Digital Data
Digital Signal
可以有四种数据传输形式， 也就形成了四类传输系统。
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（1）、模拟数据以模拟信号方式传输
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① Sin(2πkft)
② 1/3Sin(2π(3f)t)
①+ ②
包含三个频率分量
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3.2 数据传输与处理
数据从源站到目的站的传输过程中，必须要考虑 以下几个问题：
❖数据的特性； ❖用于传输数据的实际物理手段； ❖在传输过程中如何保证数据的正确性。
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➢ 信号的特性：
❖时间特性----时域法 主要用于模拟信号的分析；
❖频率特性----频域法 主要用于数字信号的分析。
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➢信号的绝对带宽和有效带宽
信号带宽：是指信号的频谱宽度； 绝对带宽：指信号本身固有的带宽； 例如：
NTSC制 640×480
30Fbps
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数据速率： 768×576×24×25 ≈ 260Mbps
CIF规范： 352×288×8×（5-10） ≈ 4Mbps 主要用于网络视频会议系统
QCIF规范： 176×144×8×（5-10）≈ 1Mbps 主要用于可视电话系统
以10为底，I的单位为：hartly（哈特莱）；
例：在二进制通信中，每位二进制数所携带的信息量为 多大？
※ 一位二进制数通常称作一个比特，是指一位二进制 数携带的信息量为一个比特。
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2、数据与编码
➢数据：描述事物的符号，是信息的载体。 数据可以分为：模拟数据和数字数据；
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例如：目前的广播、电视通信系统。
Audio数据
直接以Audio信号传输
调制编码后传输： 调制方式
基带传输：信号未经频率变换直接在信道上进行传输。 即：数据与信号占用相同的频谱宽度。
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➢数据传输速率与通信系统带宽
例：若一个通信网带宽为4MHZ ，传输信号为方波，当
基波频率为f0＝1 MHZ 时，试请问数据的传输速率
是多少呢？
A
01 t
V=2×f0
FAQ：是不是只要提高f0就能够提高数据的传输速率呢？ 第三章数据通信基础
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1、数据的特性：
包括两类： 模拟数据：语音数据、音频、视频数据 数字数据：由0 、1 序列构成的数据
（1）、语音数据：
dB
➢电话系统：300—3400Hz
语音
采样频率：8000Hz
量化系数ຫໍສະໝຸດ Baidu8bit
数据速率：64Kbps 400 700 3000
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注意：信息与消息的区别；
不确定性的 度量；
➢信息量：一个消息所包含的信息量（I）就是它所表示 的事件发生概率（P）的倒数的对数。
信息量：I = log(1/p)
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P＝1
I＝0；
P＝0
I＝∞；
以2为底， I的单位为：bit（比特）；
以e为底， I的单位为：nat（奈特）；
(2πkft) （k为奇数）
即是：
+…..
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波形
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设备有效带宽：一个绝对带宽为∞的信号，在通过一个有 限带宽的传输设备、介质时，所能通过的 最高频率与最低频率之差；
信号有效带宽：包含绝大多数信号能量的频带宽度；
设备容错能力：设备能够根据所接收到的失真信号还原出 信号本身的能力；
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01 1 0 1
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NRZ
Manchester
Differential Manchester
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（3）、模拟—数字 编码：
□ 脉冲振幅调制(PAM)； □ 脉冲编码调制(PCM) ；
（4）、数字—模拟 编码：
□ 幅移键控(ASK)； □ 相移键控(PSK) ； □ 频移键控(FSK) ； □ 正交调幅(QAM)；
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第三章 数据通信基础
数据通信是指在两点或多点之间以二进制形式进行
信息交换的过程。
数据能够被正确的传输， 主要取决于两个因素：
被传信号的质量； 传输介质特性；
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3.1 基本概念
1、信息与信息量
➢信息：按Shannon定义，信息就是“熵的减小”；
声音 Hz
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➢IP电话： 比电话通信系统的语音质量差 ▪ 数据速率：8—32Kbps ▪ 分组传输特性 ▪ 受网络传输带宽影响 ▪ 延时的抖动特性
（2）、视频数据
PAL制
基本属性：空间分辨率：768×576
色彩分辨率：24bit
时间分辨率：25Fbps
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（3）、数字数据： 由0、1构成的数字序列，应进行一定的编码才
能有效地进行通信。
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2、数据与信号：
信号是数据在传输过程中的电信号的表示形式，是 通过一定的编码技术将数据转换成电编码的。
（1）模拟—模拟编码：
□ 调相制编码； □ 调幅制编码； □ 调频制编码；
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（2）、数字—数字编码： 返回
□ 非归零编码（NRZ，Non-Return to Zero）
□ 曼彻斯特编码（Manchester）
□ 差分曼彻斯特编码（Differential Manchester）
针对不同的介质、不同物理信道或不同用途有不同 的编码方式，例如：4B/5B、8B/6T等等。