第2章-数字通信技术

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02第二章 数据通信技术基础PPT课件

02第二章   数据通信技术基础PPT课件
❖ 所有其他站的信号都被过滤掉,其内积的相 关项为0。
CDMA的技术优势
CDMA移动通信网是由扩频、多址接入、蜂窝 组网和频率复用等多种技术结合而成,含有频域、 时域和码域三维信号处理的一种协作,具有抗干扰 性好,保密安全性高,同频率可在多个小区内复用 使用,容量和质量之间可做权衡取舍。
❖ 系统容量大——比GSM大4-5倍
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频带传输
❖ 调制: 是一种传输媒体的转换技术,调制信号的传输称载波通信
❖ 载波信号: 发送设备产生的一个高频信号作为基波来承载信息信号
❖ 幅移键控ASK: 根据数字信号来控制载波信号的振幅,‘1’时振幅不变, ‘0’时振幅为零
❖ 频移键控FSK: 根据数字信号来控制载波信号的频率,‘0’时频率小,‘1’ 时频率大
❖ 频谱:任意非简谐运动均是由一系列不同频率不同振幅的简谐运动组 成。利用傅立叶变换,
1
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-1 a) s(t)的曲线
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-1 b) s(t)的一次傅立叶近似
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-1 c) s(t)的三次傅立叶近似
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-1 d) s(t)的五次傅立叶近似
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e) s(t)的十一次傅立叶近似
f) s(t)的二十一次傅立叶近似
第二章数据通信技术基础21数据通信技术222数据传输原理23数据通信的主要技术指标24差错检测与控制第一节数据通信系统dtedtedcedce数据通信系统模型数据通信系统的五个阶段以打电话为例modem工作原理调制器接口数据输入电话线数据输入电话线com1解调器控制器接口解调器控制器接口数据输出电话线com1com1调制器与解调器调制器1270hz1070hzinout1070hz解调器in1270hz带通滤波1070hz带通滤波检波检波outmodemspowerrs232linephonev42ohaahsrdtdcdtrmrrs232modem管脚介绍针脚功能123保护地发送数据接收数据保护地发送数据接收数据4567820请求发送允许发送数据设备准备好信号地载波检测数据终端就绪请求发送允许发送数据设备准备好信号地载波检测数据终端就绪modem连接方式准备地dtedcedtedce17171717载波数据建立就绪传输载波数据建立就绪传输20645823206458232064582320645823数据空modem连接方式235235dtedte送数据收数据送数据收数据清除待发送54682075468207清除待发送请求发送数据设备准备好数据载波检测数据终端准备好地线请求发送数据设备准备好数据载波检测数据终端准备好地线基本术语信息信号介质信道的关系?信息

第2章 数据通信基础

第2章 数据通信基础

2.3.4三种交换技术的比较 (1) 数据报分组交换适用于短报文交换,虚 电路分组交换适用于长报文交换. (2) 两节点间的负载较重且持续时间较长时, 租用线路,采取线路交换的方式是很合算的. (3) 在交互性要求较高的场合下,报文交换 是不合适的. (4) 分组交换技术在局域网和公用数据网中 都有很多应用.
2.1.3数据通信系统的主要质量指标 2.1.3数据通信系统的主要质量指标
1.数据传输速率 (1)数据传输速率 数据传输速率又称比特率,指单位时间内所传 送的二进制位数的个数,单位为比特每秒,表 示为b/s. (2)信号传输速率 信号传输速率又称波特率或调制速率,指单位 时间内所传送的信号的个数,单位为baud(波 特)
2.数据通信系统 通信的目的是传输信息.为了实现这一目的, 通信必须具备3个必要条件:信源,媒体和信 宿.信源,媒体和信宿也称为通信的三要素. 信源是发出信息的信息源,信息源可以是人, 也可以是机器.
2.1.2数据通信系统的分类
在数据通信系统中,传输模拟信号的系 统称为模拟通信系统,传输数字信号的 系统称为数字通信系统.
三种数据交换技术总结如下: (1)线路交换:在数据传送之前需建立一条物 理通路,在线路被释放之前,该通路将一直被 一对用户完全占有. (2)报文交换:报文从发送方传送到接收方采 用存储转发的方式.在传送报文时,只占用一 段通路:在交换节点中需要缓冲存储,报文需 要排队.因此,这种方式不满足实时通信的要 求. (3)分组交换:此方式与报文交换类似,但报 文被分成组传送,并规定了分组的最大长度, 到达目的地后需重新将分组组装成报文.这是 网络中采用最广泛的一种交换技术.
2.3.3分组交换 1.分组交换原理 分组交换(Packet Switching)也称包交换, 它是将用户发送的一个报文,分割成若干规 定长度的信息组,即分组信息,接着将这些 分组信息逐一在网络上通过多个地点(分组交 换)发送出去,当这些分组信息到达终点后, 再将它们重新装配成完整的报文.在主机中 产生的信息是以报文形式出现的,送到主机 去的信息也是报文形式,也就是说主机与主 机间是以报文形式通信的,报文是面向用户 的,根据用户需要而定,格式与长度都是与 用户使用要求紧密相连的.

第二章-数据通信技术-1

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。

数字通信技术基础知识概述

数字通信技术基础知识概述

折叠二进制码 011 010 001 000 100 101 110 111
PCM信号形成过程示意图
提纲
模拟信号数字化 时分复用
时分复用的基本概念 PCM30/32路系统 时分复用的同步技术
数字复接技术
2021/7/19
通信网基础
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时分复用的基本概念
复用:为了提高信道利用率,使多个信号沿 同一信道传输而互相步干扰,这种通信方式 称为复用
16帧、2ms F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15
32时隙256bit、125¦Ìs
TS 0
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9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。11:48:3411 :48:341 1:487/1 9/2021 11:48:34 AM
11、一个好的教师,是一个懂得心理 学和教 育学的 人。21. 7.1911:48:3411 :48Jul- 2119-Ju l-21
12、要记住,你不仅是教课的教师, 也是学 生的教 育者, 生活的 导师和 道德的 引路人 。11:48:3411:4 8:3411:48Mon day , July 19, 2021
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇,谁就心想事成。21.7.1921.7.1 911:48:3411:48 :34July 19, 2021
14、谁要是自己还没有发展培养和教 育好, 他就不 能发展 培养和 教育别 人。202 1年7月 19日星 期一上 午11时 48分34 秒11:4 8:3421. 7.19

第二章数据通信技术基础讲义

第二章数据通信技术基础讲义

2.1
4、信道
数据通信的基本概念
在数据通信系统中,信道是传输信号的通道。
逻辑上,信道一般都是用来表示向某一个方向 传送信息的“介质”。
信道可分为适合传送模拟信号的模拟信道和适 合传送数字信号的数字信道。
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2.1
数据通信的基本概念
5、通信系统基本模型
通信系统的作用是传递信息。无论模拟通信系统还是数 字通信系统均包含5个基本组件:发送设备、发送机、信道、 接收机和接收设备。
源点
输入 数据
发送器
发送的信号
传输系统 接收的信号
接收器
输出 数据
终点
输出 信息 6
数据通信系统组成
2.1
数据通信的基本概念
6、数据通信的主要技术指标
信道带宽和信道最大传输速率是影响信道质量的两个 主要因素。 信道带宽 信道带宽:信道上传输的是电磁信号。某个信道能够传送 电磁波的有效频率范围就是该信道的带宽。 信道带宽=最大有效频率-最小有效频率
5
2.1
数据通信的基本概念
例:数据通信系统是通过数据电路将分布在远地的数据 终端设备与计算机系统连接起来,实现数据传输、交换、存 储和处理的系统。比较典型的数据通信系统主要由数据终端 设备、数据电路、计算机系统三部分组成。
数字比特流 正 文 PC机 源系统 调制解调器 传输系统 模拟信号 公用电话网 调制解调器 目的系统 PC机 模拟信号 数字比特流 正 文
发送设备 发送机 信道 接收机 接收设备
是指传输信号的通道, 是发出信息的源,其 是将信源和信道匹配, 是连接信源和信宿的传 作用是把信息转换成 将信源产生的信号变 输线路,信道既给信号 原始信号,是产生数 换成适合信道传输的 以通路,也对信号产生 据的设备。 信号,并进行发送。 各种干扰和噪声。

第二章数据通信技术基础

第二章数据通信技术基础
传送所有的比特。它比较便宜, 用在长距离连接中也比并行传 输更加可靠。因为它每次只能 发送一个比特位,所以其速度 比较慢。
(2)并行数据传输
并行传输指可以同时传输
一组比特,每个比特使用单独
一条线路(导线)。这些线路
通常被捆扎在一条电缆里。并
行传输非常普遍,特别是应用
于两个短距离和设备之间。
11
2.3 数据通信方式-பைடு நூலகம்步与同步
2
2.1 数据通信的基本概念
4、信道
在数据通信系统中,信道是传输信号的通道。 逻辑上,信道一般都是用来表示向某一个方向 传送信息的“介质”。一般来说,一条通信线路至 少包含两条信道,一条用于发送的信道和一条用于 接收的信道。 信道可分为适合传送模拟信号的模拟信道和适 合传送数字信号的数字信道。
3
2.1 数据通信的基本概念
半双工通信由要频繁调换信道方向,故效率低,但可节省 传输线路。
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2.3 数据通信方式-传输方向
3.全双工通信(双向同时通信 ) 全双工通信是指能同时做双向通信。如图所示。这种方
式适用于普通电话、手机以及计算机——计算机间高速数据 通信。
全双工与半双工比较,全双工通信效率高,控制简单,但 是结构较复杂,成本较高。
例如,一般不发字符时线路保持“1”状态,当发送一个 字符代码时,字符前面要加一个起始信号,极性为“0”,即 空号极性,预告字符的信息代码即将开始。在数据位和校验 位结束后面要加一个终止符号,极性为“1”,即传号极性, 表示该字符已结束。
异步方式实现起来简单容易,每个字符都为该字符的位同步
提供了时间基准,对线路和收发器要求较低。缺点是通信开销较
(2)如果不是二进制码元,必须折合成二进制来计算。 传输延迟 数据从信源(源计算机)到信宿(目的计算机)所花 费的时间。

第2章-数据通信基础知识


同步 TDM
带宽浪费
A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2
周期1 统计TDM
周期2 可用带宽
A1 B1 B2 C2
周期1
周期2
2.5 差错控制与流量控制
1.差错的产生
1)差错的定义
通过通信信道后接收的数据与发送的数据不 一致的现象。
2)差错产生的原因和类型
差错产生的原因是热噪声。主要有信道固有 的随机热噪声和外界因素引起的冲击热噪声。
外护套
加固材料 塑料屏蔽层
玻璃纤维和包层
图2-4光缆结构
(4)无线通信
电磁波传播方式有两种:无线、有线 常用的有微波、红外线和可见光。 无线通信系统有:微波通信、蜂窝移动通信和卫星通信。
微波只能沿直线传播,在地面一般采用点对点方式通信。 蜂窝移动通信是广播式传输,采用多址接入技术区分用户。
卫星通信覆盖面积大,通信距离远,通信费用和距离无关, 有传输延迟。
• 单工:数据单向传输(无线电广播)
• 半双工:数据可以双向传输,但不能在同一时刻双向传输
(对讲机) • 全双工:数据可同时双向传输(电话)
两个方向的信号共享链路带宽: 1)链路具有两条物理上独立的传输线路,或 2)将带宽一分为二,分别用于不同方向的信号传输
数据通信的操作方式
3.数据通信中的主要技术指标
统计时分多路复用(ATDM)-也叫异步时分多路复用
根据用户对时间片的需要来分配时间片,没有数据传 输的用户不分配时间片,同时,对每一个时间片加上用户 标识,以区别该时间片属于哪一个用户。提高了通信线路 利用率。
该技术为异步传输模式ATM的研究奠定了理论基础。
t1 t2 t3
A B C D
待发数据

数字通信技术课件


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a)
A
信道
B
b)
A
信道
B
c)
A
信道
B
图l-2 按消息传送的方向和时间划分的通信方式 a)单工方式 b)半双工方式 c)全双工方式 单工方式 半双工方式 全双工方式
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2.按数字信号排序分 .
•串序传输:即是将代表信息的数字信号序列按时间顺序 串序传输: 串序传输 一个接一个地在信道中传输的方式,如图1-3 a)所示。 所示。 一个接一个地在信道中传输的方式,如图 所示 •并序传输:是将代表信息的数字信号序列分割成两路或 并序传输: 并序传输 两路以上的数字信号序列同时在信道上传输的方式, 两路以上的数字信号序列同时在信道上传输的方式,如 图l-3 b)所示。 所示。 所示 一般的数字通信方式大都采用串序传输, 一般的数字通信方式大都采用串序传输,这种方式 只需占用一条通路,缺点是占用时间相对较长; 只需占用一条通路, 缺点是占用时间相对较长;并序传 输方式在通信中也时有用到,它需要占用多条通路, 输方式在通信中也时有用到,它需要占用多条通路,优 点是传输时间较短。 点是传输时间较短。
从不同角度考虑问题,通信的工作方式通常有以下几种, 从不同角度考虑问题,通信的工作方式通常有以下几种,
1.按消息传送的方向与时间分 .
•单工通信:是指消息只能单方向进行传输的一种通信 单工通信: 单工通信 工作方式,如图1-2 a)所示。 所示。 工作方式,如图 所示 •半双工通信:是指通信双方都能收发消息,但不能同 半双工通信:是指通信双方都能收发消息, 半双工通信 时进行收和发的形式,如图1-2 b)所示。 所示。 时进行收和发的形式,如图 所示 •全双工通信:是指通信双方可同时进行双向传输消息 全双工通信: 全双工通信 的工作方式。如图1-2 c)所示。 所示。 的工作方式。如图 所示

第二章:数据通信


m(t)
数字或 模拟数据
Modulator 发送方
模拟信道
Demodulator 接收方
m(t)
数字或 模拟数据
数据的编码与调制技术
编码/解码
x(t)
g(t)
数字或 模拟数据
Encoder
发送方
数字信号 数字信道
Decoder
接收方
g(t)
数字或 模拟数据
模拟据模拟信号的调制
数字数据模拟信号的调制
– 适用场合:当信道的传输能力大于每个信源的 平均传输需求时
• 要转换的模拟数据主要是电话语音信号 • 语音信号要在数字线路上传输,必须将语音信号
转换成数字信号。这需要经过三个步骤:
– 采样:按一定间隔对语音信号进行采样 – 量化:对每个样本舍入到量化级别上 – 编码:对每个舍入后的样本进行编码
• 编码后的信号称为PCM信号 (脉码调制, Pulse Coded Modulation)
• 宽带传输:数字信号需调制成频带为几十 MHZ到几百MHZ的模拟信号后再传送,接收 方需要解调
– 例如:闭路电视的信号传输
• 适合远距离传输
数据的编码与调制技术
调制技术 编码技术
模拟数据模拟信号 数字数据模拟信号 模拟数据数字信号 数字数据数字信号
数据的编码与调制技术
调制/解调
载波
模拟信号
s(t)
• 优点:
– 1、抗干扰性好,数字数据可消除部分干扰 的叠加信号
– 2、安全,数字数据可加密等
• 缺点:
– 1、编码后的信号占有较宽的频带 – 2、数字设备联网复杂等
数字数据的数字信号编码
基带信号在数字信道的传输中,为准确区分相邻位码和代码”0”与”1”,需对数字数据信 号作相应处理, 即编码. 有三种编码方式,图示如下:

通信概论2章--数字通信.wps讲述

信道传输设备:当传输距离较长时,在信道中间每
隔一定距离需要设置再生中继设备。
2018/11/25 《现代通信概论》第2章 数字通信 10
2.2.2 脉冲编码调制(PCM)技术(3/8)

抽样
含义:将话音信号在时间上离散化
的过程。
实现方法:对话音信号s(t)按周期间
隔T抽取其瞬时幅值,得到一系列时 间上离散的样值序列s’(t)。
抽样定理:只要抽样频率fC≥2 fB
,则抽样后的样值序列 通过一个截频为fB的低通滤波器后即可恢复原信号,其 中fB最高频率是s(t)的最高频率。
ITU-T建议对话音信号的抽样频率为每秒钟8000次。
2018/11/25 《现代通信概论》第2章 数字通信 11
因此应根据奈奎斯特取样定理(简称取样定理)来确定 取样时间。取样定理描述为:
9
2.2.2 脉冲编码调制(PCM)技术(2/8)

PCM系统的组成
发送端:完成对模拟话音信号的抽样、量化、编码
三步处理,然后将信号直接送入信道进行传送,即
完成模/数变换过程;
接收端:收到数字脉冲信号后,通过再生、译码等
反变换,最后经低通滤波器平滑成原始的模拟语音 信号,即完成数/模变换过程;
fs 2 fh
式中,fh为模拟信号的最高频率,fs为取样开关的频率,如果 fs=2fh称为奈奎斯特速率。
2018/11/25 《现代通信概论》第2章 数字通信 12
举例: 在电话中传送数字化声音信号,声音信号的频带限制在 300~3400Hz , fh=3400Hz 。 其 取 样 频 率 fs>3400×2 , 选 定 fs=8000Hz,Ts
信 源
非电/电 变换器
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