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【期末不挂科】计算机网络(二)物理层

2021-06-07 20:59:48计算机基础人已围观

简介期末计网满绩计划教材:计算机网络(第七版)谢希仁版物理层1. 特性机械电气功能规程2. 消息、数据和信号消息(Message):是通信系统中传输的具体对象。(如符号、文字、语音、图像等)数据(Data):是运送消息的实体。信号(Signal):是数据的电气或电磁表现3.时域分析、频域分析、傅立叶分析与截止频率4. 比特和码元,比特率和波特率比特:信息量的度量单位,为信息量的最小单位码元:指用一个固定时长的信号波形(数字脉冲),代表不同离散数值的基本波形。比特.

期末计网满绩计划
教材:计算机网络(第七版)谢希仁版

物理层

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1. 特性

  1. 机械
  2. 电气
  3. 功能
  4. 规程

2. 消息、数据和信号

  • 消息(Message):是通信系统中传输的具体对象。(如符号、文字、语音、图像等)
  • 数据(Data):是运送消息的实体。
  • 信号(Signal):是数据的电气或电磁表现

3.时域分析、频域分析、傅立叶分析与截止频率

4. 比特和码元,比特率和波特率

  • 比特:信息量的度量单位,为信息量的最小单位
  • 码元:指用一个固定时长的信号波形(数字脉冲),代表不同离散数值的基本波形。
  • 比特率:指每秒传送的比特(bit)数。单位为bps(bit per second)也可表示为b/s,比特率越高,单位时间传送的数据量(位数)越大。
  • 波特率:表示每秒钟传送的码元符号的个数,它是对符号传输速率的一种度量。

5. 传输方式

向某一个方向传送信息的媒体

5.1 信道

  1. 单向通信:(单工通信)只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。
  2. 双向交替通信:(半双工通信) 双方能够发送信息,但是不能同时发送,只有有一方放送以方接受,过段时间反过来。
  3. 双向同时通信:(全双工通信) 通信的双方可以同时发送和接受信息。

5.2

  1. 串行
    数据在传输时,是逐个比特按照时间顺序依次传输的。适合长距离。

  2. 并行
    数据在传输时,采用了n个并行信道,在每一个信道上串行传输,每次传送n个比特。适合短距离。

6. 奈氏准则

在任何信道中,码元传输的速率是有上限的,传输速率超过此上限,就会出现严重的码间串扰的问题,使接收端对码元的判决(即识别)成为不可能。

7. 香农定律

7.1 信噪比

信号的平均功率和噪声的平均功率之比,常记为S/N ,并用分贝作为度量单位。

	信噪比(db) = 10 log10(S/N) (db)

当S/N = 10 时,信噪比为10 dB ,而当S/N=1000时,信噪比为30dB

7.2 香农公式

信道的极限信息传输速率C

C = W*log2(1 + S/N) (bit/s)

信道的带宽或信道中信噪比越大,信息的极限传输速率就越高。

8. 传输的基本概念

  • 源点 :源点设备产生要传输的数据,例如计算机的键盘输入汉字
  • 基带信号 :来自信源(源点)的信号
  • 基带调制 :对基带信号的波形进行变换,使得它与信号特征相适应。

9. 复用技术

通信技术中的基本概念

  • 时分 TDM: 不同时间占用相同的带宽资源。

  • 频分 FDM:同时占用不同带宽资源。
    在这里插入图片描述

  • 波分:光的频分复用

  • 码分复用(码分多址):可以在同样的时间使用同样的频带进行通信,有很强的抗干扰能力,频谱类似于白噪声,不易被敌人发现。

  • 码片 : 每一个比特时间再划分为m个短的间隔,通常m的值是64或128。

  • 码片序列:每一站被指派一个唯一的 m bit。

10. 课后习题

第一题:(2-04)

  • 基带信号:来自信源(源点)的信号
  • 码元:指用一个固定时长的信号波形(数字脉冲),代表不同离散数值的基本波形。
  • 单向通信:(单工通信)只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。
  • 双向交替通信:(半双工通信) 双方能够发送信息,但是不能同时发送,只有有一方放送以方接受,过段时间反过来。
  • 双向同时通信:(全双工通信) 通信的双方可以同时发送和接受信息。
  • 串行传输:数据在传输时,是逐个比特按照时间顺序依次传输的
  • 并行传输:数据在传输时,采用了n个并行信道,在每一个信道上串行传输,每次传送n个比特。

第二题:
香浓公式的意义:(2-06)

只要信息传输速率低于信道的极限信息传输速率,就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输。

比特/秒和码元/秒的区别:
这两个是不完成一样的。

  1. 当使用二进制编码的时候,一个码元对应一个比特。在这种情况下码元和比特在数值上是相同的。
  2. 但使用其他编码的时候,一个码元不一定总等于一个比特,可能几个比特等于一个码元,也可能几个码元等于一个比特。

第三题:(2-07)
假定某信道受奈氏准则限制的最高码元速率为20000码元/秒。如果采用振幅调制,把码元的振幅划分为16个不同等级来传送,那么可以获得多高的数据率(b/s)

如果我们用二进制数字来表示者16个不同的级别,就会有2的四次方,也就是4个二进制位。那么就是一个码元表示4比特。因此码元速率为20000码元/秒,我们的到的数据率就是码元的四倍就是8000bit/s

第四题(2-13)
常用的信道复用的技术:

频分复用,时分复用,波分复用和码分复用等。

第五题(2-16)
共有四个站进行码分多址CDMA通信。四个站的码片序列为:
A: (-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1). B: (-1 -1 +1 -1 +1 +1 +1 -1).
C: (-1 +1 -1 +1 +1 +1 -1 -1). D: (-1 +1 -1 -1 -1 -1 +1 -1).
现收到的码片序列为(-1 +1 -1 -1 -1 -1 -1 +1 -1)
问哪个站发送数据了?发送数据的站发送的1还是0?
求写下详细步骤.
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文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_45304503/article/details/117605173

Tags:新星计划 计算机网络 物理层 奈氏准则 信号处理 

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