2016.7.18 网络工程师教程之信道特性

1.数据通信的基本概念：

（1）作为一般的通信系统，信源产生的信息可能是模拟数据，也可能是数字数据；

（2）模拟数据取连续值，而数字数据取离散值；

（3）在数据进入信道之前要变成适合传输的电磁信号，这些信号也可以是模拟的或数字的；

（4）模拟信号是随时间连续变化的信号，这种信号的某种参数（幅度，相位，频率）可以表示要传送的信息；数字信号只取有限个离散值，而数字信号之间的转换几乎是瞬时的，数字信号以某一瞬间的状态表示它们传送的信息；

（5）数据通信是专指信源和信宿中数据的形式是数字的，在信道中传输时可以根据需要采用模拟传输方式或数字传输方式；

（6）模拟传输的信道利用率高，但是容易失真；数字传输信道利用率低，但是不易失真；

 

2.信道特性：

（1）信道带宽：W=f1-f2，f1是信道能通过的最低频率，f2是信道能通过的最高频率；当组成信道的电路制成了，信道的带宽也就决定了；

（2）数字信道是一种离散信道，它只能传输离散值的数字信号；

（3）信道的带宽决定了信道中能不失真地传输的脉冲序列的最高速率；

（4）一个数字脉冲称为一个码元，用码元率表示单位时间内信号波形的变换次数，即单位时间内通过信道传输的码元个数；码元速率的单位叫波特；

（5）尼奎斯特定理指出最大码元率为：B=2W（Baud）；W为带宽

（6）码元携带的信息量由码元取的离散值的个数决定：n=log2N；若码元可取4种离散值，则一个码元携带两位信息；

（7）单位时间内在信道上传送的信息量（位数）称为数据速率；在一定波特下，提高速率的途径是用一个码元表示更多的位数：R=Blog2N=2Wlog2N  （bps）

**R：数据速率；B：码元速率（波特率）；N：码元的种类数；W：信道带宽；

**数据速率和波特率是两个不同的概念，仅当码元取两个离散值时二者才相等；

 

（8）实际信道会受到各种噪声的干扰，香农公式表明，有噪声信道的极限数据速率：    C=Wlog2（1+S/N）  单位bps

**W：信道带宽；S：信号的平均速率；N:噪声平均功率；S/N：信噪比       dB=10log10（S/N）：信噪比常用分贝数表示；

**这个公式与信号取的离散值的个数无关，也就是说，无论用什么方式调制，只要给定了信噪比，则单位时间内最大的信息传输量就决定了;

 

（9）在模拟信道中，带宽按照公式W=f1-f2；数字信道的带宽为信道能够达到的最大数据速率；

 

 3.误码率：在有噪声的信道中，数据速率的增加意味着传输中的出现差错的概念增加；用误码率表示传输二进制位时出现差错的概率：

**P=N1(出错位数)/N2（传送的位数）

**在计算机通信网络中，误码率一般要求低于10的-6次方，即平均每传送1兆位才允许错一位；