数据传输信道.
数据传输方式
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位同步要求在传送数据流的过程中，发收双方对 每一位数据信息都要准确地保持同步，可以在发 送端与接收端间设置专门的时钟线，这称做外同 步，比如I2C总线采用的就是外同步。
还可以在数据传输中嵌入同步时钟，在接收端从
接收信号中提取位同步信号，其方法是从在接收
信号码元“1” 和“0” 的极性变化中获取同步信息，
.
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2.2.3 同步与异步通信
在串行通信中，数据是一位一位依次传输的，由 于发送方和接收方步调的不一致很容易导致“漂 移”现象看，从而使数据传输出现差错。为了避 免信号传输中的差错，就要求实现发送与接收之 间的同步，同步就是接收端按发送端所发送的每 个码元的重复频率以及起止时间来接收数据，在 通信中接收端校准自己的时间和重复频率，以便 和发送端取得一致。信息传输的同步方式分为两 种，异步传输和同步传输是两种常见的同步方式。
2.2 数据传输方式
2.2.1 通信方式 2.2.2 串行与并行通信 2.2.3 同步与异步传输 2.2.4 多路共传
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2.2.1 通信方式
数据传输中，按照信号传送方向与时间的 关系，通信方式分为单向通信、双向交替 通信和双向同时通信,也就是常说的单工、 半双工和全双工通信。
单工是指信息始终只能按照一个方向传送， 而不进行与此方向相反的传送,在单工通信 方式中信道是单向信道，发送端和接收端 是固定的。无线电广播、电视是单工通信 的实例。
如曼彻斯特编码，这种信号传输方式也做内同步。
对于所传送的字符代码是连续“1” 或“0”，不出
现代码极性变化时，就影响从接收信息中提取同
步信号，为克服这一缺点，在同步方式中采用奇
校验方法，以保Leabharlann 在每个字符中至少出现一个代码转换点。
5G(NR)网络中逻辑信道、传输信道和物理信道及映射
在5G(NR)网络中媒体接入控制层MAC)是为无线链路控制(RLC)层提供服务的逻辑信道。
逻辑信道根据它所携带信息类型定义一般被分为:控制信道（用于传输控制和配置信息）和传输信道（用于用户数据的传输）。
1.5G(NR)网络中的逻辑信道o BCCH（广播控制信道）：用于传送系统信息从网络到小区覆盖用户端的传输。
在接入网络前，用户需获取系统信息来获取系统配置。
BCCH信道用于5G(NR) 的独立(SA)组网方式，对于非独立组网(NSA)，系统信息由LTE小区提供，没有BCCH。
o PCCH（寻呼控制信道）：这是用来寻呼终端的信道，其所属小区网络侧并不知道。
因此，寻呼消息在多个小区中发送。
与BCCH PCCH相同用于独立(SA)组网，对于非独立组网(NSA) ，寻呼消息由LTE小区提供，没有PCCH.。
o CCCH（公共控制信道）：它是用来传输对UE接入进行控制信息的信道；o DCCH(专用控制信道)：它用于对UE进行专门控制信息传送/ 接收的信道。
这个信道用于（UE单独）专用配置的信道，如不同的层参数设置不同。
o DTCH(专用传输信道)：它用于将用户数据传送/接收到用户终端。
这是传输所有（用户）单独上行和下行用户数据的逻辑信道。
2.5G(NR)网络中的传输信道传输信道是通过无线接口传输信息的方式和特点。
在物理层，MAC层均以传输信道的形式进行服务。
传输信道上的数据被编排成传输块。
o BCH(广播信道)：它用于传输BCCH系统信息，也就是主信息块(MIB)。
根据规范它有一个固定的传输格式；o PCH(寻呼信道)：用于从PCCH逻辑信道下发寻呼信息。
PCH支持不连续接收(DRX)，允许设备在预定的时间瞬间唤醒接收PCH消息以节省电池电量。
o DL-SCH(下行共享信道):这是5G(NR)传输下行数据的主要传输信道。
它支持动态速率自适应和信道调度、HARQ和空间复用等关键特性。
DL-SCH还用于传输某些部分没有映射到BCH的BCCH系统信息。
信道传输能力的指标
信道传输能力的指标信道传输能力是指在单位时间内通过信道传输的数据量。
它是衡量信道传输性能的重要指标之一，对于评估通信系统的性能具有重要意义。
本文将从不同角度介绍信道传输能力的指标，并探讨其相关概念和应用。
我们来介绍一些常见的衡量信道传输能力的指标。
第一个指标是数据传输速率，即单位时间内传输的数据位数。
常见的单位有bps （比特每秒）、Kbps（千比特每秒）、Mbps（兆比特每秒）等。
数据传输速率直接影响着信道的传输能力，通常情况下，数据传输速率越高，信道传输能力越大。
除了数据传输速率，信道的带宽也是衡量传输能力的重要指标之一。
带宽是指信道能够传输的频率范围，通常以Hz为单位。
带宽越大，信道传输能力越高，能够传输更多的数据。
带宽与数据传输速率之间存在着一定的关系，可以通过调制技术和编码方式来提高信道的传输效率，从而提高数据传输速率。
除了数据传输速率和带宽，误码率也是衡量信道传输能力的重要指标之一。
误码率是指在信道传输过程中出现错误的比例。
误码率越低，信道传输能力越强，能够更可靠地传输数据。
为了降低误码率，通信系统通常会采用差错控制编码和纠错编码等技术，以提高信道传输的可靠性。
另外一个重要的指标是信噪比（SNR），它是信号与噪声功率之比。
信噪比越高，表示信号在传输过程中受到的噪声干扰越小，信道传输能力越强。
在实际通信系统中，为了提高信噪比，通常会采用调制技术、功率控制和多天线等技术手段。
时延也是衡量信道传输能力的重要指标之一。
时延包括传输时延、传播时延、处理时延和排队时延等。
传输时延是指数据从发送端到接收端所需的时间；传播时延是指信号在信道中传播所需的时间；处理时延是指数据在通信设备中处理所需的时间；排队时延是指数据在队列中等待处理所需的时间。
时延越小，信道传输能力越高，能够更快速地传输数据。
信道传输能力的指标包括数据传输速率、带宽、误码率、信噪比和时延等。
这些指标反映了信道传输的性能和可靠性，对于设计和评估通信系统具有重要意义。
信道、信道容量、数据传输速率
信道、信道容量、数据传输速率简介：信道、信道容量、数据传输速率（比特率）、电脑装置带宽列表一、信道的概念信道，是信号在通信系统中传输的通道，是信号从发射端传输到接收端所经过的传输媒质，这是狭义信道的定义。
广义信道的定义除了包括传输媒质，还包括信号传输的相关设备。
信道容量是在通信信道上可靠地传输信息时能够达到的最大速率。
根据有噪信道编码定理，给定信道的信道容量是其以任意小的差错概率传输信息的极限速率。
信道容量的单位为比特每秒、奈特每秒等等。
香农在第二次世界大战期间发展出信息论，并给出了信道容量的定义和计算信道容量的数学模型。
他指出，信道容量是信道的输入与输出的互信息量的最大值，这一最大取值由输入信号的概率分布决定。
二、信道的分类（一）狭义信道的分类狭义信道，按照传输媒质来划分，可以分为有线信道、无线信道和存储信道三类。
1. 有线信道有线信道以导线为传输媒质，信号沿导线进行传输，信号的能量集中在导线附近，因此传输效率高，但是部署不够灵活。
这一类信道使用的传输媒质包括用电线传输电信号的架空明线、电话线、双绞线、对称电缆和同轴电缆等等，还有传输经过调制的光脉冲信号的光导纤维。
2. 无线信道无线信道主要有以辐射无线电波为传输方式的无线电信道和在水下传播声波的水声信道等。
无线电信号由发射机的天线辐射到整个自由空间上进行传播。
不同频段的无线电波有不同的传播方式，主要有：地波传输：地球和电离层构成波导，中长波、长波和甚长波可以在这天然波导内沿着地面传播并绕过地面的障碍物。
长波可以应用于海事通信，中波调幅广播也利用了地波传输。
天波传输：短波、超短波可以通过电离层形成的反射信道和对流层形成的散射信道进行传播。
短波电台就利用了天波传输方式。
天波传输的距离最大可以达到400千米左右。
电离层和对流层的反射与散射，形成了从发射机到接收机的多条随时间变化的传播路径，电波信号经过这些路径在接收端形成相长或相消的叠加，使得接收信号的幅度和相位呈随机变化，这就是多径信道的衰落，这种信道被称作衰落信道。
信道、信道容量、数据传输速率
简介：信道、信道容量、数据传输速率（比特率）、电脑装置带宽列表一、信道的概念信道，是信号在通信系统中传输的通道，是信号从发射端传输到接收端所经过的传输媒质，这是狭义信道的定义。
广义信道的定义除了包括传输媒质，还包括信号传输的相关设备。
信道容量是在通信信道上可靠地传输信息时能够达到的最大速率。
根据有噪信道编码定理，给定信道的信道容量是其以任意小的差错概率传输信息的极限速率。
信道容量的单位为比特每秒、奈特每秒等等。
香农在第二次世界大战期间发展出信息论，并给出了信道容量的定义和计算信道容量的数学模型。
他指出，信道容量是信道的输入与输出的互信息量的最大值，这一最大取值由输入信号的概率分布决定。
二、信道的分类（一）狭义信道的分类狭义信道，按照传输媒质来划分，可以分为有线信道、无线信道和存储信道三类。
1. 有线信道有线信道以导线为传输媒质，信号沿导线进行传输，信号的能量集中在导线附近，因此传输效率高，但是部署不够灵活。
这一类信道使用的传输媒质包括用电线传输电信号的架空明线、电话线、双绞线、对称电缆和同轴电缆等等，还有传输经过调制的光脉冲信号的光导纤维。
2. 无线信道无线信道主要有以辐射无线电波为传输方式的无线电信道和在水下传播声波的水声信道等。
无线电信号由发射机的天线辐射到整个自由空间上进行传播。
不同频段的无线电波有不同的传播方式，主要有：地波传输：地球和电离层构成波导，中长波、长波和甚长波可以在这天然波导内沿着地面传播并绕过地面的障碍物。
长波可以应用于海事通信，中波调幅广播也利用了地波传输。
天波传输：短波、超短波可以通过电离层形成的反射信道和对流层形成的散射信道进行传播。
短波电台就利用了天波传输方式。
天波传输的距离最大可以达到400千米左右。
电离层和对流层的反射与散射，形成了从发射机到接收机的多条随时间变化的传播路径，电波信号经过这些路径在接收端形成相长或相消的叠加，使得接收信号的幅度和相位呈随机变化，这就是多径信道的衰落，这种信道被称作衰落信道。
移动通信信道1
移动通信信道1移动通信信道1移动通信信道是指在移动通信系统中，用于传输数据和信号的特定物理介质。
移动通信信道承载着方式信号的传输和通话过程中的数据传送。
通常，移动通信信道可以分为下行信道和上行信道。
下行信道下行信道是指从基站（基站可以理解为移动通信系统中的信号发射和接收设备）向方式发送信号和数据的信道。
下行信道用于实现方式接收呼叫、短信、数据等服务。
它是从基站到方式的单向通信信道。
下行信道一般有以下几种类型：1. 广播信道（Broadcast Channel）：用于向所有方式广播公告、系统信息等。
2. 公告信道（Paging Channel）：用于向特定方式发送来电通知、短信等。
3. 共享信道（Shared Channel）：多个方式共享使用的信道，用于传输语音、数据等。
4. 寻呼信道（Pilot Channel）：用于基站向方式发送信号，帮助方式进行寻呼监听。
5. 同步信道（Sync Channel）：用于同步方式时钟和基站时钟。
6. 邻区信道（Neighbour Channel）：用于与周边基站进行通信。
上行信道上行信道是指从方式向基站发送信号和数据的信道。
上行信道用于实现方式发出呼叫、发送短信、数据等服务。
它是从方式到基站的单向通信信道。
上行信道也有多种类型，包括但不限于以下几种：1. 接入信道（Access Channel）：用于方式与基站建立连接和发送呼叫等。
2. 数据信道（Traffic Channel）：传输方式发出的语音、数据等。
3. 控制信道（Control Channel）：传输方式与基站之间的控制信息，如网络注册、身份验证等。
4. 反馈信道（Feedback Channel）：用于方式向基站发送接收质量反馈信息。
移动通信信道的特点移动通信信道具有以下几个特点：1. 随机接入：移动通信系统要支持大量的用户接入，信道必须具备随机接入的能力，以确保用户可以随时接入网络。
2. 可靠传输：信道要具备传输信号和数据的可靠性，在无线环境中，信道受到噪声、多径效应等环境因素的干扰，通信系统需要采用相应的纠错技术，提高信道的可靠性。
数据链路层使用的信道方式
数据链路层使用的信道方式
数据链路层是计算机网络中的第二层，主要负责数据的传输控制和传输错误检测。
在数据链路层中，需要使用一定的信道方式来传输数据。
常见的数据链路层使用的信道方式如下：
1. 基带信道：基带信道指的是基本频带内的信道，即在没有调制的情况下直接传输数字信号。
在计算机网络中，以太网就是基带信道的一种应用。
2. 宽带信道：宽带信道指的是超过基带频带范围的信道，需要用调制技术将数字信号转换成模拟信号进行传输。
光纤通信和有线电视等应用就使用了宽带信道。
3. 无线信道：无线信道指的是通过无线电波进行传输的信道，常见的应用包括Wi-Fi和蓝牙等。
4. 卫星信道：卫星信道指的是通过卫星进行传输的信道，常见的应用包括卫星通信和广播电视等。
不同的信道方式在数据链路层中有不同的应用，根据实际需要选择合适的信道方式可以提高数据传输的效率和可靠性。
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信道、信道容量、数据传输速率
二、信道的分类
（一）狭义信道的分类
狭义信道，按照传输媒质来划分，可以分为有线信道、无线信道和存储信道三类。
1. 有线信道
有线信道以导线为传输媒质，信号沿导线进行传输，信号的能量集中在导线附用电线传输电信号的架空明线、电话线、双绞线、对称电缆和同轴电缆等等，还有传输经过调制的光脉冲信号的光导纤维。
天波传输：短波、超短波可以通过电离层形成的反射信道和对流层形成的散射信道进行传播。短波电台就利用了天波传输方式。天波传输的距离最大可以达到400千米左右。电离层和对流层的反射与散射，形成了从发射机到接收机的多条随时间变化的传播路径，电波信号经过这些路径在接收端形成相长或相消的叠加，使得接收信号的幅度和相位呈随机变化，这就是多径信道的衰落，这种信道被称作衰落信道。
调制信道的数学模型为：
y(t) = x(t) * h(t;τ) + n(t)
其中x(t)是调制信道在时刻t的输入信号，即已调信号。y(t)是调制信道在时刻t的输出信号。h(t;τ)是信道的冲激响应，τ代表时延，h(t;τ)表示在时刻t、延时为τ时信道对冲激函数δ(t)的响应，描述了信道对输入信号的畸变和延时。*为卷积算子。n(t) 是调制信道上存在的加性噪声，与输入信号x(t)无关，又被称为"加性干扰"。由于信道的线性性质，并且考虑信道噪声，x(t) * h(t;τ) + n(t)就是x(t)通过由信道响应h(t;τ)描述的调制信道的输出。调制信道可以同时有多个输入信号和多个输出信号，这时的x(t)和y(t)是矢量信号。
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屏蔽传输数字信号。 结构简单，容易安装，普通UTP较便宜 有一定的传输速率 具有较高的容性阻抗，信号衰减较大，传输距离 有限（几千米到几十千米） 有辐射，容易被窃听
UTP连接器
水晶头（RJ - 45）
插座
3.3.2 同轴电缆
例：信道带宽W=3KHz，信噪比为30dB，则
C=3000*lb(1+1000) ≈30Kbps
几点重要结论：
（1）任何一个信道都有它的信道容量 （2）信道容量C与带宽B和信噪比S/N有关。 （3）当信道的噪声为高斯白噪声时，香农公式 中的噪声功率不是常数，而与B有关
若噪声功率N=n0B(n0为单位频带内的噪声功率） 则有：C＝Blb(1+S/ n0 B) 若B趋近于无穷大，则信道容量C将为： C1.44S/ n0
以二进制信道为例说明如何计算它的信道容 量：
在有扰对称二进制信道中，当发送“1”和“0”的 概率均为1/2时，收到一个符号所能得到的最大信 息量为： 1+lb+(1- )lb(1- ) （比特/符号）
传输差错引起的信息量损失
所以有扰对称二进制信道的信道容量为：
C=[1+ lb +(1- )lb(1- ) ] *r (b/s)
第三章 数据传输信道
3.1 信道概述 3.2 信道容量 3.3 导向传输媒体 3.4 非导向传输媒体
3.1 信道概述
传输信道 信道分类
3.1.1 传输信道
广义信道：
将传输媒体和完成各种形式的信号变换功能的设备 都包含在内 仅指传输媒休(如明线、电缆、光纤、微波、短波等) 本身 更深入地定义为：能够传输信号的任何抽象的或具 体的通路
（4）如果考虑到信道容量C＝I/T，代入香农公 式得：I＝TBlb(1+S/N)
l为传输的信息量 T为传输时间 当S/N一定时，对于给定的信息量I可以用不同的带宽B 和传输时间T的组合来进行传输。
例：如有一幅图片拟在模拟电话信道上进行数字传真。该图 片约有2.25106个象素，设每个象素有16个亮度等级，且各 亮度等级是等概率出现的。模拟电话信道的带宽和信噪比分 别为3KHz和30dB。试求在此模拟信道上传输这幅传真图片 所需的最小时间。
3.3 导向传输媒体
双绞线
同轴电缆
光缆
3.3.1 双绞线
内导体芯线 绝缘 箔屏蔽 铜屏蔽 外套
由两根互相绝缘的铜线以均匀对称的方 式扭绞在一起作为一条通信链路。 铜线的直径为0.4mm~1mm 是最常用的传输媒体 分类：
非屏蔽双绞线（UTP）：
外皮为塑料，不具有屏蔽能力。 易受外部的电磁干扰 3类，数据传输速率可达16Mb/s 4类，数据传输速率可达20Mb/s,不常用 5类，数据传输速率可达100Mb/s 外皮为金属，具有屏蔽能力。 价格比UTP贵
无线信道
3.2 信道容量
信道容量概念
在给定条件下，通常指定的通信路径或信道 所能获得的最大数据传输速率称为信道容量 （C），单位为比特/秒（bit/s）
两种有代表性的信道
有扰模拟信道的信道容量 有扰数字信道的信道容量
3.2.1 有扰模拟信道的信道容量
香农信道容量公式（香农公式）
在信号平均功率受限的高斯白噪声信道中： C＝Blb(1+S/N) (比特/秒) C是信道容量 B是信道带宽 S/N是平均信号噪声功率比
狭义信道
信道为信号传输提供了通路，是沟通通信双方 的桥梁。
狭义信道 广义信道（调制信道） 广义信道（编码信道）
3.1.2 信道分类
模拟信道和数字信道
模拟信道
允许传输波形连续变化的模拟信号 恒参信道和变参信道 通信质量：失真、输出信噪比 只允许传输离散取值的数字信号 通信质量：差错率
3.2.2 有扰数字信道的信道容量
典型的数字信道：平稳、无记忆、对称、离散的信道模型
信道 信道
二进制信道模型 表示码元错误传输的概率
四进制信道模型
平稳是指对任何码元来说，正确或错误传输的概 率都与发生的时间无关； 无记忆是指接收到的第i个码元仅与发送的第i个 码元有关，而与发送的第i个码元以前的其他码元 无关； 对称是指任何码元正确传输和错误传输的概率与 其他码元一样，在错误传输时一个码元错成其他 码元的概率都相同； 离散是指时间上的离散性，即信道上传输的信号 可以划分为码元。
r为发送端每秒发送的符号数
设信息源由符号0和1组成，顺次选 择两符号构成所有可能的消息。如 果消息传输速率是每秒1000符号， 且两符号出现概率相等。在传输中 ，0 弱干扰引起的差错是：平均每100 符号中有一个符号不正确。试问这 时传输信息的速率是多少？ 1
1-
1-
0
1
解： =0.01 C=[1+ lb +(1- )lb(1- ) ] *r =[1+0.01lb(0.01)+0.99lb(0.99) ]*1000 =919(bit/s)
同轴电缆由同心的内导体、电绝缘体、屏 蔽层、保护外套组成。
基带同轴电缆和宽带同轴电缆：
50Ω 称为基带同轴电缆，
解：
每个象素所包含的信息量为：lb16=4(bit) 一幅图片需要传输的信息量为2.251064＝9106(bit) 设此图片的传输时间为T，则图片信息的传输速率R＝9106 /T(bps) 模拟电话信道容量C＝Blb(1+S/N)＝29.9103 （b/s) 由于RC，如取R＝C，则可求所需最小时间 Tmin＝9106 /C 5.01(min)
数字信道
单工、半双工、全双工信道
按照信道上信号传送方向与时间的关系
专用（租用）信道和公共交换信道
专用（租用）信道是指连接两点或多点的固定线路 公共交换信道是一种通过交换机转接可为大量用户服务 的信道。
有线信道
有线信道和无线信道
是以有形的导向传输媒体为传输媒体的信道。 双绞线、同轴电缆、光缆 是以非导向传输媒体为传输媒体的信道。 地波传播、短波电离层反射、超短波及微波视距传播、卫星中继、 红外线传播、光波视距传播等