数据信号的传输 1
数据传输速率的单位是
数据传输速率的单位是
数据传输速率是b/s，也可写作bps，中文里读作比特/秒，它指的是每秒钟传输的数据，由于数据的单位是bit，所以数据传输速率的单位就是bit/s，简写就是bps或B/S。
现在传输数据时有1kbps、1mbps、1gbps等等，平时使用的100M宽带下载速度可达到10Mbps，它们都是急于bps之后出现的。
数据传输速率的单位是什么
1、它的单位是bps，也称b/s，中文里可用比特/秒来表示，常见的用法有1kbps、1Mbps、1Gbps，分别对应的是每秒传输1K数据、1兆数据、1G数据。
因为技术突飞猛进，现在的数据传输速率也大增，家庭100M宽带在下载时速度就可以达到10兆每秒。
2、除了数据信号传输的速率之外，还有调制速率、传送速率等等名词与它有关，其中调制速率指的是每秒钟信号码元的传输数量，用波特来表示。
数据传送速率则依然是比特/秒，也有用字符/秒、码组/秒来表示的方法。
3、数据传输会使用在许多领域，比如电话、视频信号的传输;
电脑和硬盘之间的数据传输等等，它是衡量设备性能好坏的关键要素之一，传输速率越快意味着处理更快，性能就越好，但对技术的要求也就更高。
数据传输速率怎么算
它的计算公司是R=(1/T)*log₂N (bps)，简单的说就是每秒钟通过的数字信号的大小，里面的T指的是脉冲信号宽度、周期，N则是调制电平数，单位极为bps。
数据传输速率与文件下载速度有什么区别
它们并不适合一个概念，传输速率并不代表下载速度，因为数据传输是一个过程，而文件下载还包含另外的写入过程，它分为数据传输、文件写入存储器两个步骤，因此文件的下载速度通常是要比数据传输速率低的。
第二节 数据信号的类别及传输方式1
距离较远的控制单元之间传输数据）。
2）出于大量节约导线的考虑。
顺序的二进制字符来表述，如10010110。通过这些 二进制编码，计算机或控制单元可以处理信息或将 信息发送给其他控制单元。
第二节 数据信号的类别及传输方式
一、数据信号的类别
4．信号电压
为了能够清楚的区 分高压电和低压电这两种状 态，在汽车网络技术中对信 号电压做了明确的规定，高 电 压 为 6~12v ， 低 电 压 为 0~2v，2~6v之间属于禁止范 围，只用于识别故障。
人在听音乐时，人的耳朵就会接收到模拟 信号（声波连续变化）。汽车电器设备（音响系统、 收音机、电话等）以同样的方式通过连续变化的电 压表示出声音。
第二节 数据信号的类别及传输方式
一、数据信号的类别 1．模拟信号 但当这种电信号由某一设备向另一设备传
输时，接收装置接收到的信息与发射装置发送的信 息并不完全相同。这是由于下列干扰因素造成的： 1）导线（电缆）长度。 2）导线的线性电阻。 3）无线电波。
一、数据信号的类别
1．模拟信号
模拟信号的特点是， 它可以采用0%~100%之间的 任意值。因此模拟信号电 压（或）电流的变化方式 是连续的，如指针式测量 仪表、水银温度计、指针 式时钟等。
Hale Waihona Puke 图1-15 模拟信号 1—最大电压值 U—电压 t—时间
第二节 数据信号的类别及传输方式
一、数据信号的类别
1．模拟信号
1个8位并行接口可在1个时间单位内传输1个数 据字节，而1个串行接口至少需要8个单位时间才能传 输相同字节的数据， 不过，传输距离越长就越能体现 出串行传输的优势。
第二节 数据信号的类别及传输方式
二、数据传输方式
计算机网络 第二章 数据通信基础 1
复习：1.我们要访问某个网站，必须打开浏览器，在地址栏中输入相关信息，这是由哪个层的哪个协议规定的？2.OSI模型中，为传输层提供直接或间接服务的有哪几个层？3.一个主机与一个中继系统能否称为一对对等实体？4.只有两个端系统的通信系统中数据的封装与拆封过程如何？增加一个或多个中继系统之后呢？5.每个中继系统都需要对数据进行拆封之后再封装，这句话如何理解？6.会话层中设置的同步控制用于完成什么功能？7.一次传输连接可以对应多个会话连接，这句话如何理解？反过来，一次会话连接也能对应多次传输连接，如何理解？1.http协议2.网络层直接为传输层提供服务，数据链路层和物理层间接为传输层提供服务3.不能，两者从网络体系结构上包含的层是不同的，完成的功能也完全不同4.数据在发送端由上到下进行封装，在接收端由下到上进行拆封；每个中继系统都会完成数据的自下而上的拆封和自上而下的封装5.中继系统中总是由一个端口接收数据，从物理接口接收开始向上逐层拆封，向外转发时则由上向下逐层封装，到物理接口发送6.当传输连接的意外中断引起会话过程的意外中断之后，只要新的传输连接建立起来，会话过程即可由断点之前最近的同步点处继续进行下去7.一次传输连接建立起来之后，完成一个会话连接后可以不断掉传输连接而继续进行下一次会话连接；从时间顺序上，多个会话连接必须是前后按顺序进行。
一个会话连接可以因为传输连接的中断而建立在多个传输连接的基础上来完成，也可以将一次会话内容分解到多个并行的传输连接中完成。
第二章数据通信基础数据通信基本知识传输媒体信号调制技术复用技术差错控制技术拥塞控制技术2.1 数据通信基本知识2.1.1 通信系统模型2.1.2 通信方式数据通信中，按信号在传输介质中的传输方向，可分三种方式：单工、半双工、全双工。
如图所示2.1.3 数字通信和模拟通信数字通信：传输系统的物理链路上传输的是数字信号（数字信号是指离散的电信号，直接用两种不同的电压表示二进制的0和1，又称基带信号）模拟通信：传输系统的物理链路上传输的是模拟信号（模拟信号是指连续的载波信号）要表示路口红灯的变化过程，要使用什么信号？要表示24小时天气温度的变化过程，要使用什么信号呢？信号传输过程的失真由于物理链路存在电阻、电感和电抗，导致信号经过物理链路时会衰减，衰减程度与物理链路的长度成正比，衰减后的信号会产生失真，失真是指组成信号的不同频率的波形的不同程度的衰减所造成的信号形状发生变化，而不仅仅是指信号幅度等比例降低。
信号是数据在传输过程中的1
信号是数据在传输过程中的＿＿＿＿的表现形式。
Ａ．电信号Ｂ．代码Ｃ．信息Ｄ．程序无线电广播是＿＿＿＿通信方式A、全双工B、半双工C、单工D、不确定，与广播内容有关＿＿＿＿信号的电平是连续变化的。
Ａ．数字Ｂ．模拟Ｃ．脉冲Ｄ．二进制＿＿＿＿是指在一条通信线路中可以同时双向传输数据的方法。
A．单工工通信B．半双工通信C．同步通信D．全双工通信传输速率的单位“b/s”代表________A、bytes per secondB、bits per secondC、baud per secondD、billion per second在光纤中采用的多路复用技术是______。
A．时分多路复用（TDM）B．频分多路复用（FDM）C．波分多路复用（WDM）D．码分多路复用（CDMA）习题：FDM是按照＿＿＿＿的差别来分割信号的。
A.频率参量B.时间参量C.码型结构D.A、B、C均不是习题：家庭中使用的有线电视可以收看很多电视台的节日，有线电视使用的是＿＿＿＿技术。
A．频分多路复用B．时分多路复用C．时分多路复用D 码分多路利用计算机网络中广泛使用的交换技术是_____。
A、线路交换B、报文交换C、分组交换D、信源交换习题：虚电路服务是_______。
（1）面向连接的、可靠的、保证分组顺序到达的网络服务（2）面向无连接的、可靠的、保证分组顺序到达的网络服务（3）面向连接的、可靠的、保证分组顺序到达的网络服务（4）面向无连接的、可靠的、不保证分组顺序到达的网络服务习题：当采用偶校验编码时，每个符号（包括校验位）中含有“1”的个数是_______。
Ａ．奇数Ｂ．偶数Ｃ．未知数Ｄ．以上都不是习题：在循环冗余校验中，______是CRC码。
A ．除数；B ．被除数；C ．商；D ．余数光纤的规格有和两种双绞线有、两种局域网的特征是＿＿＿＿A 有效范围广B造价便宜C传输速率高D有效性好但可靠性差局域网的协议结构一般不包括：＿＿＿＿（A）网络层（B）物理层（C）数据链路层（D）介质访问控制层局域网分类中，＿＿＿＿不属于按网络拓扑结构分类。
3.2.1数据的传输过程教学设计2023—2024学年教科版高中信息技术选修3
3. 实验法：设计模拟数据传输的课堂实践活动，让学生动手操作，加深理解。
教学手段：
1. 多媒体演示：利用多媒体设备展示信号传输过程、传输介质等图片和视频，增强直观感受。
2. 教学软件：运用网络模拟软件，让学生在线模拟数据传输过程，提高学习兴趣。
3. 网络资源：引导学生利用网络查阅相关资料，拓展知识面，提高信息素养。
五、教学过程设计
1. 导入环节（5分钟）
- 利用生活中常见的通信场景，如手机通话、上网等，提出问题：“我们每天都在使用通信工具，但你们知道数据是如何从一处传输到另一处的吗？”通过这个问题引发学生对数据传输过程的好奇心和求知欲。
2. 讲授新课（15分钟）
- 分组讨论，每组选出一个场景，设计数据传输方案，并与其他小组分享。
4. 课堂提问与师生互动（10分钟）
- 针对重点难点内容进行提问，检查学生对知识的理解和掌握程度。
- 创设情境，邀请学生上台演示数据传输过程，加强课堂互动，提高学生的参与度。
5. 课堂实践活动（5分钟）
- 分组进行模拟数据传输实验，让学生动手操作，加深对数据传输过程的理解。
3. 课堂实践活动虽然取得了良好的教学效果，但时间安排上略显紧张。为了让学生更充分地动手操作，我考虑在下一节课中适当调整教学安排，增加实践环节的时间。
4. 在作业布置方面，我发现学生对调查生活中数据传输实例这一任务表现出较高的兴趣。这也让我意识到，将理论知识与生活实际相结合，能够更好地激发学生的学习兴趣。
- 介绍数字信号与模拟信号的概念、特点及转换方法，解释它们在数据传输过程中的作用。
- 讲解传输介质的种类（有线、无线）及其特性，分析不同传输介质在实际应用中的优缺点。
第二章-数据通信技术-1
• 结论：采样速率必须是最高频率的两倍，因为波形的每 个周期相当于两个值——一个表示正的幅度级别，另一 个表示负的幅度级别。因此，如果每秒有 w 个周期 （即，赫兹），那么我们就有 2w 个信号状态。如果无 噪声信道每个信号状态使用 N 个值，则信道每秒的最 大数据传输能力可由下式给出： • • • • C=2W×log2 N C=数据传输率，单位bit/s W= 带宽，单位Hz N= 信号状态编码级数
模拟信号数字化的三步骤
•
1)采样，以采样频率Fs把模拟信号的值采出；
•
2)量化，使连续模拟信号变为时间轴上的离散值；
•
3)编码，将离散值变成一定位数的二进制数码。
奈奎斯特公式-编码的基础
• 1920年 ，奈奎斯特发现无噪声信道的最大信号传输速 率是采样数目的两倍。通过标准正弦载波可以看出这 个发现，正弦波自然形态的半个周期表示一个信号状 态是可能的，因为这两个半周期互为镜像。
6.1 数字数据的数字信号编码
• 编码方式
• 编码特点 • 同步过程
编码方式
• 不归零编码(NRZ) 1：单极性不归零码 2：双极性不归零码 • 归零编码(RZ) 1：单极性归零码 2：双极性归零码
两类编码图例
单极性脉冲编码
双极性归零脉冲编码
双极性脉冲编码
单极性归零脉冲编码
交替双极性归零脉编码
图例
6.2 数字数据的模拟信号编码
• 为了利用廉价的公共电话交换网实现计算机之 间的远程通信，必须将发送端的数字信号变换 成能够在公共电话网上传输的音频信号，经传 输后再在接收端将音频信号逆变换成对应的数 字信号。实现数字信号与模拟信号互换的设备 称作调制解调器(Modem)。 • 模拟信号传输的基础是载波，载波具有三大要 素：幅度、频率和相位，数字数据可以针对载 波的不同要素或它们的组合进行调制。
第五章数字信号的基带传输(1)
第五章 数字信号的基带传输5.错误!未定义书签。
设一数字传输系统传送八进制码元，速率为2400波特，则这时的系统信息速率为多少？ 解：22log 2400log 87200bps b s R R M ==⨯=5. 错误!未定义书签。
已知：信息代码 1 1 1 0 0 1 0 1 (1)写出相对码： 1 (2)画出相对码的波形图（单极性矩形不归零码）。
解：(1)写出相对码：1 0 1 0 0 0 1 1 0 (2)画出相对码的波形图（单极性矩形不归零码）。
5.错误!未定义书签。
独立随机二进制序列的“0”、“1”分别由波形()1s t 及()2s t 表示，已知“0”、“1”等概出现，比特间隔为b T 。
（1）若()1s t 如图(a )所示，()()21s t s t =-，求此数字信号的功率谱密度，并画出图形；（2）若()1s t 如图(b )所示，()20s t =，求此数字信号的功率谱密度，并画出图形。
解：(1)此时这个数字信号可表示为PAM 信号()()nbn s t a g t nT ∞=-∞=-∑其中序列{}n a 以独立等概方式取值于1±，[]0a n m E a ==，221a E a σ⎡⎤==⎣⎦；()()1g t s t =，其傅氏变换是()()sinc b b G f T fT =所以()s t 的功率谱密度为()()()222sinc as b b bP f G f T fT T σ==。
（2）此时这个数字信号可表示为()()nbn s t a g t nT ∞=-∞=-∑其中序列{}n a 以独立等概方式取值于()0,1；()()1g t s t =，其傅氏变换是()sinc 22b b T T G f f ⎛⎫=⎪⎝⎭由于1122n n a b =+，其中n b 以独立等概方式取值于1±，所以 ()()()1122n b b n n s t b g t nT g t nT ∞∞=-∞=-∞=-+-∑∑()()12n b n u t b g t nT ∞=-∞=-∑一项的功率谱密度是()()22sinc 4162b b u bG f T T P f f T ⎛⎫==⎪⎝⎭()()12b n v t g t nT ∞=-∞=-∑是周期信号，可展成傅氏级数：()()212bmj t T b m n m v t g t nT c e π∞∞=-∞=-∞=-=∑∑其中()()222222111221212sin 21102240other 2b b bbbb mmj t j t T T T T m b T T n bb b b b b b bc g t nT e dt g t edtT T m k T m m T m G m T T T m mT πππππ∞----=-∞=-=⎧±=±⎪⎛⎫⨯⎪⎪⎛⎫⎪⎝⎭====⎨⎪⎛⎫⎝⎭⎪⨯ ⎪⎪⎝⎭⎪⎩∑⎰⎰所以()()12b n v t g t nT ∞=-∞=-∑的功率谱密度是()()()222111214421v nn k b b n k P f c f f f T T k δδδπ∞∞=-∞=-∞⎛⎫⎛⎫-=-=+- ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭∑∑于是()s t 的功率谱密度为：()()()22211121sinc 1624421b b s k b T T k P f f f f T k δδπ∞=-∞⎛⎫-⎛⎫=++- ⎪ ⎪⎝⎭-⎝⎭∑5. 错误!未定义书签。
北邮 通信作业阶段2-1
一、判断题（共10道小题，共50.0分）1.X.50建议的复用方式是比特交织。
A. 正确B. 错误2.3.频带传输系统与基带传输系统的主要区别在于增加了调制、解调器。
A. 正确B. 错误4.5.数字调制中频带利用率最高的是正交调幅。
A. 正确B. 错误6.7.DDN是传输网。
A. 正确B. 错误8.9.常用的MQAM有4QAM、8QAM、16QAM等。
A. 正确B. 错误10.11.误码率与信噪比成正比。
A. 正确B. 错误12.13.基带传输的信道是电缆信道。
A. 正确B. 错误14.15.卷积码某一码组中的监督码仅对本码组起监督作用。
A. 正确B. 错误16.17.监督码元只对信息位起监督作用。
A. 正确B. 错误18.19.汉明距离越大，纠错、检错能力越强。
A. 正确B. 错误20.二、单项选择题（共10道小题，共50.0分）1.基带数据传输系统中接收滤波器的作用是A. 滤除噪声和干扰B. 限制信号频带C. 起波形形成作用D. 滤除噪声和干扰并起波形形成作用2.3.DDN中若采用X.50建议，数据信号速率为4800bit/s，包封后速率为A. 3200bit/sB. 4800bit/sC. 6400bit/sD. 12800bit/s4.5.正交调幅星座图上的点数越多，则A. 频带利用率越低，抗干扰能力越差B. 频带利用率越低，抗干扰能力越强C. 频带利用率越高，抗干扰能力越差D. 频带利用率越高，抗干扰能力越强6.7.传输效率最低的差错控制方式为A. ARQB. FECC. 混合纠错检错D. IRQ8.9.属于线性分组码的有A. 奇偶监督码B. 循环码C. 卷积码D. 奇偶监督码和循环码10.11.线性分组码的汉明距离等于A. 非零码的最小重量；B. 非零码的最大重量；C. 3D. 412.13.可以纠错的差错控制编码为A. 奇偶监督码B. 二维奇偶监督码C. 汉明码D. 二维奇偶监督码和汉明码14.15.某（n,k）汉明码n=15，r为A. 3B. 4C. 5D. 616.17.偶监督码的码组中“0”的个数为A. 偶数B. 奇数C. 未知数D. 以上都不对18.19.数据通信中最常采用的差错控制方式为A. 检错重发B. 前向纠错C. 混合纠错检错D. 信息反馈20.。
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101101 判决电平
τ Tb
t
? 占空比：τ/T b ，典型的取值是τ/T b =50% ? 特点及应用：
? 具有单极性码的大多特点但带宽增大， ? 可以直接提取同步信息； ? 一般用于设备内部和短距离通信中。
10
1.1 基带信号
? 双极性不归零码
? 编码规则：用正电平表示“1”，负电平表示“0”，
? 随机数据序列信号的功率谱密度表达式：
Ps ( f ) ? fs P(1? P) | G 1( f ) ? G2 ( f ) |2
? [ ??
? | fs PG1(nf s ) ? (1? P)G2 (nf s )]| 2 ? ( f ? nf s )
n ???
? fs=1/Ts，符号速率；
? G1(f)和G2(f)分别为g1(t)和g2(t)的傅氏变换，频谱； ? 式中的第一项表示连续谱，由其可以确定信号的带宽； ? 第二项是离散谱，由其可以判断信号有无直流分量以及是
1100 101
15
1.2 数据序列功率谱特性
? 频谱是描述信号的频域特性。 ? 研究基带信号的频谱结构是十分必要的；
? 通过谱分析，可以了解信号需要占据的频带宽度，所包含 的频谱分量，有无直流分量，有无定时分量等；
? 针对信号的谱特点来选择相匹配的信道，以及确定是否可 以从信号中提取定时信号。
16
否包含同步信息。
20
1.2 数据序列功率谱特性
Ps ( f ) ? fs P(1? P) | G 1( f ) ? G2 ( f ) |2
??
? [ ? | fs PG1(nfs ) ? (1? P)G2 (nfs )]| 2 ? ( f ? nfs ) n ???
5
第一节 数据信号及特性描述
? 数据终端产生的数据信息是以 “0”、“1”组成的随机序列， 它用不同形式的电信号表示，从而构成不同形式的数据信号；
? 本节将介绍NRZ码、 RZ码、双极性码、双极性归零码、差分 码等编码规则、频谱组成、特点及应用等。
? 主要内容
? 1.1 基带信号 ? 1.2 数据序列功率谱特性
g ( )
?
?g1(t ?
? ?
g
2
(t
?
nTb ) nTb )
以概率P出现
以概率1 ? P出现
? an是第n个脉冲的相对幅度，其取值与所用码型有关，
? 对于单极性信号有：
?1 “1”码元
an ? ??0 “0”码元
? 对于双极性信号：
?? 1 “1”码元 an ? ??? 1 “0”码元
19
1.2 数据序列功率谱特性
判决电平
Tb
t
? 特点及应用：
? 发送能量大有利于提高收端信噪比 ? 无直流但低频成份大 ? 不能提取同步信号 ? 判决电平容易稳定，无需线路接地
11
1.1 基带信号
? 双极性归零码
? 编码规则：用正电平表示“1”，负电平表示“0”，电平的持续时间τ
比码元周期Tb小，其波形如下：
101101
Tb
判决电平
101101
Tb
? 特点及应用：
? 发送能量大有利于提高收端信噪比 ? 带宽窄但直流和低频成分大； ? 不能提取同步信号 ? 判决电平不易稳定 ? 一般用于设备内部和短距离通信中。
判决电平
t
9
1.1 基带信号
? 单极性归零(RZ)码
? 编码规则：高电平表示1码，零电平表示0码； 电平的持续时间τ比码
13
1.1 基带信号
? 例1：已知二进制数据序列为1010110，以矩形脉冲为例，画出 双极性归零信号的波形图（设τ=T/2）。 10 1 01 10
14
1.1 基带信号
? 例2：已知二进制数据序列为 1100101，以矩形脉冲为 例， 画出差分信号 的波形图（ 假设“1”电平改变， “0”电平不变；初始电平为 0）。
? 基带传输 ? 频带传输 ? 数字传输
3
第二章 数据信号传输
?第一节 数据信号及特性描述 ?第二节 数据信号的基带传输 ?第三节 数据信号的频带传输 ?第四节 数据信号的数字传输
4
第一节 数据信号及特性描述
? 基带传输中设计或选择信号码型时要求
? 不含直流分量，且高频分量和低频分量要少 ? 便于定时与同步信息地提取 ? 编码方案对信源透明 ? 码型具有一定抗噪声性能 ? 码型具有较高的编码 ? 码型没有或者只有很小的误码增值 ? 码型变换设备要简单可靠
6
1.1 基带信号
? 数据序列的电信号表示
图3-1（a,b,c,d） 常用数据序列形式 7
1.1 基带信号
? 数据序列的电信号表示
? 差分信号：利用相对于前一个码元电平是否改变来表示“1”或“0”。
图3-1(f) 常用数据序列形式
8
1.1 基带信号
? 单极性不归零(NRZ)码
? 编码规则：高电平表示1码，零电平表示0码；波形如下：
数据通信原理
方莉
北京邮电大学信通院
Tel：13501330293，Email：mrs.fangli@
目录
课程简介 第一章 概述 第二章 数据信号传输 第三章 差错控制 第四章 数据交换 第五章 通信协议 第六章 数据通信网
2
第二章 数据信号传输
? 数据信号的传输是数据通信的基础。 ? 数据信号的传输有三种方式：
τ
t
? 占空比：τ/ Tb ，典型的取值是τ/ Tb =50%
? 特点及应用：
? 具有双极性码的优点 ? 比较容易提取同步信息；
12
1.1 基带信号
? 差分码
? 编码规则：差分码是用相邻两个电平变化与否表示“1”和“0”：
? 特点及应用：
? 即使传输过程中所有电平都发生了反转，接收端仍能正确判决； ? 是数据传输系统中的一种常用码型；
如下图所示： g1(t)
g2(t)
t
t
s(t)
t
-3Tb/2
Tb
3Tb/2
??
? s(t) ? an g(t ? nTb )
n???
18
1.2 数据序列功率谱特性
??
? s(t) ? an g(t ? nTb ) n???
假设在一个码元周期Tb内“1”出现的概率为P，“0”出现的概
率为1-P，其中：
1.2 数据序列功率谱特性
? 基带信号的频谱特性
? 确知信号－－傅氏变换－－频谱 ? 数字基带信号是随机的脉冲序列，没有确定的频谱函数，
所以只能用功率谱来描述它的频谱特性。用随机过程的理 论来分析。 ? 随机信号－－复杂变换－－功率谱
17
1.2 数据序列功率谱特性
? 数字基带信号的一般表达式
假设“1”用g1(t)表示， “0”用g2(t)表示，数字信号的波形