计算机网络.第二节课.笔记.奈氏准则、香农公式、差分曼彻斯特编码、曼彻斯特码、单工通信、半双工通信、双工通信、码元

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  • 物理层
  • 数据通信
    • 按信息交互方式分类
  • 编码方式
    • 码元
    • 常用编码方式
    • 带通调制方法
  • 重点
    • 香农公式:求信道最大速率
      • 香农公式
      • 信噪比
      • 对数不会算?
    • 奈氏准则:传输速率有上限

物理层

特性描述
机械特性硬件生产规格
电气特性各个线上的电压范围
功能特性某一线上的某一电平的电压的意义
过程特性各种可能事件的发生顺序

数据通信

通信的目答是传送消息,数据是运送消息的实体。

源点
发送器
传输系统
接收器
终点

按信息交互方式分类

单向通信(单工通信):通信中只有一方能发送信息。
双向交替通信(半双工通信):双方都能发送信息但一方正在发送时另一方不能发送。
双向同时(双工通信):双方可以随便发送信息。

编码方式

码元

若干bit组成。

常用编码方式

常用编码方式

  • 归零制:正电平为1,负电平为0。
  • 不归零制(NRZ):0和1都用脉冲表示,每位(就是一位二进制信号的波形,如图每行有8个码元)开始结束都是没电的。
  • 曼彻斯特编码:一个码元既有正电也有负电并在位周期中心跳变,跳变有“正→负”和“负→正”,其中一个代表1,另一个代表0。这样的编码有自同步能力
  • 差分曼彻斯特编码:如果表示0,则码元和上一个码元一样,如果表示1则不一样;具体滴:位开始边界有跳变代表0,没跳变代表1

带通调制方法

  • 调幅(AM):有波幅或没有波幅代表1或0。
  • 调频(FM):频率高或低代表1或0。
  • 调相(PM):不同相位代表1或0。

重点

香农公式:求信道最大速率

香农公式

C = W log ⁡ 2 ( 1 + S N ) C=W \log_2(1+\frac{S}{N}) C=Wlog2(1+NS)
即:
信 道 传 输 最 大 速 率 = 带 宽 log ⁡ 2 ( 1 + 信 号 平 均 功 率 噪 声 平 均 功 率 ) 信道传输最大速率=带宽\log_2(1+\frac{信号平均功率}{噪声平均功率}) =log2(1+);带宽的单位用Hz(赫兹)。

信噪比

信 噪 比 = 10 lg ⁡ ( S N ) 信噪比=10\lg(\frac{S}{N}) =10lg(NS)(单位:dB(分贝))

对数不会算?

log ⁡ a ( M N ) = log ⁡ a ( M ) + log ⁡ a ( N ) \log_a(MN)=\log_a(M)+\log_a(N) loga(MN)=loga(M)+loga(N)
log ⁡ a ( M / N ) = log ⁡ a ( M ) − log ⁡ a ( N ) \log_a(M/N)=\log_a(M)-\log_a(N) loga(M/N)=loga(M)loga(N)
log ⁡ a ( M n ) = n log ⁡ a ( M ) \log_a(M^n)=n\log_a(M) loga(Mn)=nloga(M)
log ⁡ a ( b ) = log ⁡ c ( b ) log ⁡ c ( a ) \log_a(b)=\frac{\log_c(b)}{\log_c(a)} loga(b)=logc(a)logc(b)

奈氏准则:传输速率有上限

理想条件下在任何信道中码元的传输速率是有上限的,速率超过此上限则会造成码间干扰。(码元都摞起来了就没法识别了,就像某个人说话很快谁都听不清他说啥)

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