第一章  数据通信基础

一、基本概念

码元速率：单位时间内通过信道传送的码元个数，如果信道带宽为T秒，则码元速率。

若无噪声的信道带宽为W，码元携带的信息量n与码元种类N关系为，则极限数据速率为

有噪声的极限数据速率为

其中W为带宽，S为信号平均功率，N为噪声平均功率，为信噪比

电波在电缆中的传播速度为真空中速率的2/3左右，即20万千米/秒

编码：

单极性码：只有一个极性，正电平为0，零电平为1；

级性码：正电平为0，负电平为1；

双极性码：零电平为0，正负电平交替翻转表示1。

这种编码不能定时，需要引入时钟

归零码：码元中间信号回归到零电平，正电平到零电平转换边为0，负电平到零电平的转换边为1。这种码元自定时

不归零码：码元中间信号不归零，1表示电平翻转，0不翻转。

双相码：低到高表示0，高到底表示1。这种编码抗干扰性好，实现自同步。

曼彻斯特码：低到高表示0，高到底表示1。相反亦可。码元中间电平转换既表示数据，又做定时信号。用于以太网编码，编码效率为50%

差分曼彻斯特码：每一位开始处是否有电平翻转，有电平翻转表示0，无电平翻转表示1。中间的电平转换作为定时信号。用于令牌环网，编码效率为50%。

ASK、FSK和PSK码元种类为2，比特位为1。DPSK和QPSK码元种类为4，比特位为2。QAM码元种类为16。

一路信号进行 FSK 调制时，若载波频率为 fc , 调制后的信号频率分别为 f1 和 f2 (f1<f2)，三者具有关系fc-f1=f2-fc。

编码技术：常用编码技术为脉冲编码调制技术。需要经过取样、量化和编码3个步骤。

在数字系统中，将数字信号转换成模拟信号成为调制；将模拟信号转换为数字信号成为解调。

尼奎斯特采样定理：采样速率大于模拟信号最高频率的2倍。

复用技术：

例：   10个9.6Kbps的信道按照统计时分多路复用在一条线路上传输，假定信道只有30%时间忙，复用线路开销为10%，则带宽为:

频分多路复用FDM，时分多路复用TDM，波分多路复用WDM，码分多路复用（CDM）

T1采用时分复用技术，将24条话音数据复用在一条高速信道上，其速率为1.544Mbps，单个信道数据速率为56KB/s

T2=4T1  T3=7T2  T4=6T3

E1采用同步时分复用技术将30个语音信道，2个控制信道（ch0作为帧同步，ch16传送信令）复合在一条高速信道上，其速率为2.048Mbps，每条话音信道速率为64Kb/s

OC-1速率为51.84Mb/s。

第三代通信技术：TD-SCDMA（中国），WCDMA（欧洲），CDMA2000（美国），WiMAX，其中TD-SCDMA属于时分双工模式，WCDMA和CDMA2000属于频分双工模式。

奇偶校验码添加1位校验码，其码距变为2。

海明码：利用奇偶性来检错和校验的方法。假设有m位信息码，加入k位校验码，则满足

一个码组内有e个误码，则最小码距

一个码组能够纠正n个误码，则最小码距

例：   求信息1011的海明码

解：由求得k=3，即校验码为3位

   校验码放在位上

由上图得到监督关系式

r3=a5+a6+a7

r2=a3+a6+a7

r1=a3+a5+a7

将表中数值带入经异或运算得：

r3=a5+a6+a7=1+0+1=0

r2=a3+a6+a7=1+0+1=0

r1=a3+a5+a7=1+1+1=1

由此求得校验码为001，填入表中得到海明码为1010101